RU2789369C2 - Profiled structure for aircraft or gas-turbine engine - Google Patents
Profiled structure for aircraft or gas-turbine engine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2789369C2 RU2789369C2 RU2021113873A RU2021113873A RU2789369C2 RU 2789369 C2 RU2789369 C2 RU 2789369C2 RU 2021113873 A RU2021113873 A RU 2021113873A RU 2021113873 A RU2021113873 A RU 2021113873A RU 2789369 C2 RU2789369 C2 RU 2789369C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- profiled
- length
- serrations
- specified
- paragraphs
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Данное изобретение относится к области аэроакустического контроля конструкций, профилированных с точки зрения аэродинамики, или профилей аэродинамических элементов, например, таких как неподвижные лопатки или рабочие лопатки в газотурбинном двигателе для летательного аппарата или на стенде проведения испытаний таких газотурбинных двигателей, или на носке воздухозаборника воздушного потока первого контура газотурбинного двигателя.This invention relates to the field of aeroacoustic testing of aerodynamically shaped structures or profiles of aerodynamic elements, such as, for example, fixed blades or rotor blades in a gas turbine engine for an aircraft or on a test bench for such gas turbine engines, or at the nose of an airflow intake the first circuit of a gas turbine engine.
Такой тип неподвижной лопатки представлен, например, лопатками выходного спрямляющего аппарата (ВСА) вентилятора или спрямляющими лопатками, расположенными за рабочей ступенью для спрямления воздушного потока.This type of fixed vane is represented, for example, by fan outlet guide vanes (EDA) or straightening vanes located downstream of the working stage to straighten the air flow.
Такой тип рабочей лопатки представлен, например, на рабочем лопаточном колесе в газотурбинном двигателе, например, таком как вентилятор или не капотированное колесо.This type of rotor blade is present, for example, on a rotor wheel in a gas turbine engine, such as a fan or an unhooded wheel, for example.
Таким образом, изобретение касается как капотированных газотурбинных двигателей (турбовентиляторные двигатели), так и не капотированных газотурбинных двигателей (open rotors). Пример будет представлен для двухконтурного газотурбинного двигателя с (передним) вентилятором и спрямляющим аппаратом, расположенным в проточном тракте второго контура.Thus, the invention relates to both canned gas turbine engines (turbofan engines) and non-hooded gas turbine engines (open rotors). An example will be presented for a bypass gas turbine engine with a (front) fan and a straightening vane located in the secondary circuit flow path.
В частности, в турбореактивных двигателях Ultra-High Bypass Ratio (UHBR: конфигурация двигателя с капотированным вентилятором и с очень высокой степенью двухконтурности, превышающей 15), было предложено увеличить диаметр вентилятора и уменьшить длину гондолы подвески на летательном аппарате, что приводит к уменьшению расстояния между вентилятором и лопатками входного направляющего аппарата (ВНА) компрессоров, лопатками ВСА и носком воздухозаборника потока первого контура. В двигателе этого типа взаимодействие выходной струи вентилятора с лопатками ВНА, лопатками ВСА и носком является одним из источников преобладающего шума.In particular, in Ultra-High Bypass Ratio (UHBR: cowl-fan engine configuration with a very high bypass ratio greater than 15) turbojet engines, it has been proposed to increase the fan diameter and reduce the length of the nacelle on the aircraft, resulting in a reduction in the distance between fan and inlet guide vanes (VDA) of the compressors, VSA blades and the toe of the air intake of the primary flow. In this type of engine, the interaction of the fan outlet jet with the VHA blades, VSA blades, and nose is one of the sources of the predominant noise.
Кроме этого отмеченного недостатка в газотурбинном двигателе, другие зоны газотурбинных двигателей, а также аэродинамически профилированные конструкции (крылья, лопатки open rotor - открытый ротор, пилон, и т.д.) сталкиваются с аэроакустической проблемой взаимодействия с воздушным потоком.In addition to this noted shortcoming in a gas turbine engine, other areas of gas turbine engines, as well as aerodynamically profiled structures (wings, open rotor blades - open rotor, pylon, etc.) face the aeroacoustic problem of interaction with the air flow.
Поэтому в области летательных аппаратов было предложено использовать аэродинамически профилированные конструкции, содержащие профилированную переднюю и/или заднюю кромку, которые имеют вдоль линии передней и/или задней кромки профиль в виде зубчатостей, имеющий последовательные зубцы и впадины.Therefore, in the field of aircraft, it has been proposed to use aerodynamically shaped structures comprising a shaped leading and/or trailing edge, which have a serrated profile along the leading and/or trailing edge line having successive teeth and troughs.
Таким образом, этот зубчатый профиль выполнен вдоль передней кромки и/или задней кромки, иначе говоря, в направлении удлинения конструкции на передней и/или задней кромке.This toothed profile is thus formed along the leading edge and/or trailing edge, in other words, in the direction of extension of the structure at the leading and/or trailing edge.
В частности, на профилях с небольшой хордой, а также на замкнутых профилях, - (линия) передней и/или задней кромки, удлиненной вдоль замкнутой линии или направления длины, периметрическая линия, как на носке воздухозаборника воздуха первого контура газотурбинного двигателя, - шум в основном появляется на уровне передней и/или задней кромки, в частности, во впадинах зубчатостей, где перепады давления являются более интенсивными.In particular, on profiles with a small chord, as well as on closed profiles, - (line) of the leading and / or trailing edge, elongated along a closed line or length direction, a perimetric line, as on the toe of the air intake of the primary air circuit of a gas turbine engine, - noise in mainly appears at the level of the leading and/or trailing edge, in particular, in the depressions of the serrations, where the pressure drops are more intense.
Что касается термина «хорда», используемого в настоящем тексте, то следует отметить, что, если и нет именно «хорды», как в случае носка (обозначенного в дальнейшем позицией 16) разделения между потоками первого и второго контуров, будет считаться, что выражение «в направлении хорды (обозначенной в дальнейшем позицией 16) профиля» соответствует направлению, которое в дальнейшем будет называться «общей осью (Х)» или «осью Х», то есть осью, вдоль которой в основном проходит поток текучей среды на соответствующей профилированной конструкции, причем эта ось обычно является поперечной и даже перпендикулярной к длине профилированной конструкции, которая расположена вдоль указанного «направления удлинения».With regard to the term "chord" used in this text, it should be noted that if there is no "chord", as in the case of the toe (hereinafter referred to as 16) of the separation between the flows of the primary and secondary circuits, it will be considered that the expression "in the direction of the chord (hereinafter referred to as 16) of the profile" corresponds to the direction that will hereinafter be referred to as the "common axis (X)" or "X-axis", i.e. the axis along which the flow of fluid mainly flows on the corresponding profiled structure , and this axis is usually transverse and even perpendicular to the length of the shaped structure, which is located along the specified "direction of extension".
Понятно, что выражение «поперечный(ая)» не обязательно предполагает строгую перпендикулярность.It is clear that the expression "transverse(s)" does not necessarily imply strict perpendicularity.
Изобретение призвано обеспечить компромисс между снижением шума на этой конструкции, ограничениями на ней аэродинамических потерь, а также механическими напряжениями и интегрированием профилированной конструкции в ее окружающую среду.The invention aims to provide a compromise between noise reduction on this structure, limitations on aerodynamic losses on it, as well as mechanical stresses and integration of the profiled structure into its environment.
В частности, можно принять во внимание тот факт, что в ряде ситуаций такая профилированная конструкция подвергается действию неоднородного и/или анизотропного воздушного потока.In particular, one can take into account the fact that in a number of situations such a shaped structure is subjected to an inhomogeneous and/or anisotropic air flow.
В рамках настоящего изобретения предложены несколько разнородных профилей, в частности, с присутствием зубчатостей на частичной протяженности линии передней и/или задней кромки.Within the scope of the present invention, several heterogeneous profiles are proposed, in particular with the presence of serrations along a partial extent of the leading and/or trailing edge line.
В частности, предложена профилированная конструкция:In particular, a profiled design is proposed:
- удлиненная в направлении, в котором конструкция имеет длину, обдуваемую воздушным потоком, и- elongated in the direction in which the structure has a length exposed to the airflow, and
- поперечно к которому конструкция содержит переднюю кромку и/или заднюю кромку, по меньшей мере одна из которых выполнена профилированной и имеет в указанном направлении удлинения зубчатости, образованные следующими друг за другом зубцами и впадинами,- transversely to which the structure comprises a leading edge and/or a trailing edge, at least one of which is profiled and has tooth extensions in the indicated direction, formed by successive teeth and cavities,
при этом указанная профилированная конструкция отличается тем, что вдоль профилированной(ых) передней кромки и/или задней кромки:wherein said profiled structure is characterized in that along the profiled leading edge and/or trailing edge:
- следующие друг за другом зубцы и впадины выполнены только на части указанной длины, обдуваемой воздушным потоком, при этом остальная часть указанной длины является гладкой, и- consecutive teeth and depressions are made only on the part of the specified length blown by the air flow, while the rest of the specified length is smooth, and
- на указанной части длины, за исключением зон, содержащих не более трех последовательных зубцов, находящихся на каждом конце (в непосредственной близости от каждого конца) указанной части длины, зубчатости имеют изменения амплитуды (d) и/или промежутка (L2) между двумя последовательными вершинами зубцов или впадинами, при этом указанные изменения являются монотонными. - on the specified part of the length, with the exception of zones containing no more than three consecutive teeth located at each end (in the immediate vicinity of each end) of the specified part of the length, the serrations have changes in amplitude (d) and / or gap (L2) between two successive peaks of teeth or depressions, while these changes are monotonous.
Преимуществом является возможность следовать правилу изменения интегрального масштаба турбулентности в выходной струе, называемой также потоком атаки (см. фиг. 19 ниже). Например, на лопатке ВСА интегральный масштаб обычно является большим вблизи корпуса и небольшим вблизи ступицы (за пределами граничного слоя). Это позволяет избежать блуждающего характера вышеупомянутого правила реального изменения интегрального масштаба.The advantage is the ability to follow the turbulence cumulative scale rule in the outlet jet, also called the attack stream (see FIG. 19 below). For example, on a VSA blade, the integral scale is usually large near the body and small near the hub (outside the boundary layer). This avoids the wandering nature of the aforementioned real scale change rule.
При таком(их) изменении(ях), развивающемся(ихся) в соответствии с по меньшей мере одной числовой функцией, которая остается либо строго возрастающей, либо строго убывающей, на соответствующем участке (по сути на последовательности из по меньшей мере трех зубцов или по меньшей мере трех впадин), где направление изменения является постоянным, можно также исключить возможные аэродинамические потери или ограничить механические напряжения, или облегчить интегрирование профилированной конструкции в ее окружающую среду.With such a change(s), developing(s) in accordance with at least one numerical function, which remains either strictly increasing or strictly decreasing, in the corresponding section (essentially on a sequence of at least three teeth or along at least three depressions), where the direction of change is constant, it is also possible to eliminate possible aerodynamic losses or to limit mechanical stresses, or to facilitate the integration of the profiled structure into its environment.
Чтобы ограничить механические напряжения и образование трещин на уровне впадин и/или уменьшить производственные ограничения, сохраняя при этом достаточное ослабление акустических уровней, было предложено также, чтобы по меньшей мере на части длины, обдуваемой воздушным потоком, где присутствуют зубчатости, иIn order to limit mechanical stress and cracking at the level of the valleys and/or reduce manufacturing limitations while still maintaining sufficient attenuation of acoustic levels, it has also been proposed that, at least in the portion of the airflow length where serrations are present, and
- либо относительно средней хорды (среднего арифметического хорды на длине L1; см. фиг. 20-25 ниже),- either relative to the mean chord (arithmetic mean of the chord over the length L1; see Figs. 20-25 below),
- либо для каждой хорды на каждой зубчатости в указанном направлении,- either for each chord on each tooth in the indicated direction,
эти зубчатости соблюдали поперечно к направлению удлинения отношение: 0.005≤d/c≤0.5, где “d” является амплитудой зубчатостей в м, и “c” является локальной или средней хордой профилированной конструкции в месте зубчатостей в м.these serrations were observed transversely to the direction of elongation by the ratio: 0.005≤d/c≤0.5, where “d” is the amplitude of the serrations in m, and “c” is the local or average chord of the profiled structure at the place of the serrations in m.
Чтобы ограничить механические напряжения и образование трещин на уровне впадин и/или уменьшить производственные ограничения и/или уменьшить аэродинамические потери, сохраняя при этом достаточное ослабление акустических уровней, было предложено также, чтобы по меньшей мере на части указанной длины, где присутствуют зубчатости, амплитуда (d) и/или промежуток (L2) между двумя последовательными вершинами зубцов или впадинами изменялась:In order to limit mechanical stresses and cracking at the level of troughs and/or reduce manufacturing constraints and/or reduce aerodynamic losses while still maintaining sufficient attenuation of acoustic levels, it has also been proposed that, at least over the portion of said length where serrations are present, the amplitude ( d) and/or the gap (L2) between two successive tooth tops or troughs changed:
- не периодично, или- not periodically, or
- в частности, линейно (с возрастанием или убыванием), квадратично, гиперболично, экспоненциально и/или логарифмически.- in particular, linear (ascending or decreasing), quadratic, hyperbolic, exponential and/or logarithmic.
Чтобы сгладить механические и акустические переходы между зонами и тем самым уменьшить некоторые производственные ограничения, было предложено:In order to smooth out mechanical and acoustic transitions between zones and thereby reduce some manufacturing constraints, it has been proposed:
- чтобы вдоль профилированной(ых) передней кромки и/или задней кромки зубчатости имели монотонные изменения амплитуды или промежутка между двумя последовательными вершинами зубцов или впадинами, и/или— that along the profiled leading edge and/or trailing edge of the serrations there are monotonous changes in amplitude or spacing between two successive serration tops or troughs, and/or
- чтобы вдоль профилированной(ых) передней кромки и/или задней кромки и при изменении амплитуды и/или промежутка между тремя последовательными вершинами зубцов и/или впадинами величиной в длину волны зубчатости плавно сопрягались с не имеющей их указанной гладкой частью длины, обдуваемой воздушным потоком, и/или- that along the profiled leading edge and / or trailing edge and when changing the amplitude and / or the gap between three successive tooth peaks and / or troughs of a wavelength, the serrations smoothly match with the indicated smooth part of the length that is not having them, blown by the air flow , and/or
- чтобы зубчатости заканчивались (на конце сопряжения с гладкой частью) переходным участком, проходящим вдоль указанной гладкой части.- so that the serrations end (at the end of the interface with the smooth part) with a transitional section passing along the specified smooth part.
Для решения сравнимой задачи обеспечения перехода, где действует компромисс между максимизированным акустическим эффектом и минимизированными механическими напряжениями, предложено, чтобы ряд из по меньшей мере двух последовательных зубцов и двух впадин, начиная от указанной части длины, обдуваемой воздушным потоком и не имеющей зубчатостей, имел:To solve a comparable problem of providing a transition, where there is a trade-off between maximizing acoustic effect and minimizing mechanical stresses, it is proposed that a row of at least two consecutive teeth and two cavities, starting from a specified part of the length, blown by the air flow and not having serrations, has:
- возрастающее расстояние вдоль указанного направления удлинения между двумя последовательными вершинами зубцов или впадинами, и/или- the increasing distance along the specified direction of elongation between two successive tooth tops or troughs, and/or
- возрастающую амплитуду,- increasing amplitude,
причем в направлении от гладкой части к зубчатостям, что будет пояснено ниже.moreover, in the direction from the smooth part to the serrations, which will be explained below.
С той же целью было также предложено, чтобы вдоль длины, обдуваемой воздушным потоком, зубчатости начинались и/или заканчивались зубцом на уровне скреплений (кроме случая конструкции типа «носка»).For the same purpose, it has also been proposed that, along the airflow length, the serrations start and/or end with a serration at the level of the fasteners (except in the case of a "toe" design).
Чтобы способствовать механическому структурированию и эффекту акустического ограничения, было также предложено, чтобы на указанной гладкой части длины указанная конструкция имела более длинную хорду, чем на дне ближайшей впадины.In order to promote mechanical structuring and the effect of acoustic limitation, it was also proposed that at the specified smooth part of the length of the specified structure had a longer chord than at the bottom of the nearest cavity.
В зависимости от случаев предусмотрено, чтобы вдоль указанной длины, обдуваемой воздушным потоком, зубчатости могли отсутствовать:Depending on the cases, it is provided that along the specified length blown by the air flow, serrations may be absent:
- по меньшей мере на одном из двух концов указанной длины, или- at least one of the two ends of the specified length, or
- в промежуточной части между этими концами и в этом случае присутствовали на указанных двух концах,- in the intermediate part between these ends and in this case were present at the said two ends,
- в нескольких местах длины, отделенных друг от друга, например, отсутствовали на одном конце и в участке промежуточной зоны.- in several places of length, separated from each other, for example, were absent at one end and in the section of the intermediate zone.
Первый случай должен обеспечить ограничение возможных механических напряжений на уровне границ/соединений между указанной профилированной конструкцией и зоной установки/крепления рабочей лопатки, например, на воздушном винте или в месте между двумя стенками воздушного проточного тракта.The first case should ensure the limitation of possible mechanical stresses at the level of boundaries / connections between the specified profiled structure and the area of installation / attachment of the working blade, for example, on a propeller or in a place between two walls of the air flow path.
Второй случай должен ограничивать зубчатости в местах, где турбулентность является самой большой, и исключать их в других местах, чтобы не создавать помех для аэродинамического поведения в этих зонах.The second case is to limit serrations where turbulence is greatest and exclude them elsewhere so as not to interfere with aerodynamic behavior in these areas.
Такой же подход предложен, если предусмотрено несколько профилированных конструкций, которые могут влиять друг на друга, и объектом изобретения является набор профилированных конструкций, каждая из которых имеет все или часть вышеупомянутых признаков, в котором соответствующе направления удлинения проходят радиально вокруг оси тела вращения и в котором расстояние между двумя последовательными вершинами зубцов или впадинами и/или амплитуда больше (и, следовательно, длиннее) на радиально наружном конце длины, обдуваемой воздушным потоком, чем на радиально внутреннем конце этой длины.The same approach is proposed if several shaped structures are provided that can influence each other, and the object of the invention is a set of shaped structures, each of which has all or part of the above features, in which the respective directions of elongation run radially around the axis of the body of revolution and in which the distance between two successive tooth tops or troughs and/or the amplitude is greater (and therefore longer) at the radially outward end of the airflow length than at the radially inward end of that length.
Так, например, в случае, когда указанные профилированные конструкции являются лопатками ВСА, находящимися на выходе вентилятора, и с такими амплитудами и/или длинами волн (расстояниями между двумя последовательными вершинами зубцов или впадинами) зубчатостей, более значительными (и, следовательно, более длинными) вблизи наружного корпуса (в вершине лопаток ВСА), чем на ножке вблизи зоны между проточными трактами, можно компенсировать недостатки, связанные с тем, что завихрения на конце лопастей вентилятора имеют больший размер и являются достаточно энергетическими на многих турбореактивных двигателях.So, for example, in the case when these profiled structures are ICA blades located at the fan outlet, and with such amplitudes and / or wavelengths (distances between two successive tooth tops or troughs) of serrations, more significant (and, therefore, longer ) near the outer casing (at the top of the ICA blades) than on the stem near the zone between the flow paths, it is possible to compensate for the disadvantages associated with the fact that the vortices at the end of the fan blades are larger and are quite energetic on many turbojet engines.
С учетом этого объектом изобретения является также:With this in mind, the subject of the invention is also:
- капотированный или не капотированный газотурбинный двигатель с входным вентилятором, имеющий общую ось (которая может быть вышеупомянутой осью тела вращения) и содержащий ротор, который может вращаться вокруг указанной общей оси, и статор, при этом статор и/или ротор содержат профилированные конструкции, каждая из которых имеет все или часть вышеупомянутых признаков,- a canned or non-hooded gas turbine engine with an inlet fan, having a common axis (which may be the aforementioned axis of the body of rotation) and containing a rotor that can rotate about the specified common axis, and a stator, while the stator and / or rotor contain profiled structures, each of which has all or part of the above characteristics,
- и, в частности, газотурбинный двигатель, в котором статор содержит (или профилированная конструкция принадлежит к):- and in particular a gas turbine engine in which the stator comprises (or the profiled structure belongs to):
- кольцевую разделительную (между трактами) стенку для разделения воздушного потока на выходе вентилятора на поток первого контура и поток второго контура,- an annular dividing wall (between the ducts) for dividing the air flow at the fan outlet into the flow of the first circuit and the flow of the second circuit,
- неподвижные лопатки ВСА для направления потока второго контура, образующие указанные профилированные конструкции,- stationary blades of the VCA for directing the flow of the secondary circuit, forming the indicated profiled structures,
- неподвижные лопатки ВНА для направления потока первого контура на входе компрессора, образующие указанные профилированные конструкции, и/или- fixed VHA blades for directing the flow of the primary circuit at the compressor inlet, forming the indicated profiled structures, and/or
- капотированный или не капотированный газотурбинный двигатель (общая ось которого может быть вышеупомянутой осью тела вращения), содержащий два ротора, которые могут вращаться параллельно (вокруг по меньшей мере одной параллельной оси) относительно указанной общей оси, и/или один и/или другой из роторов содержит указанные профилированные конструкции, каждая из которых имеет все или часть вышеупомянутых признаков.- a boxed or non-boxed gas turbine engine (whose common axis may be the aforementioned axis of the body of rotation), containing two rotors that can rotate in parallel (about at least one parallel axis) about the specified common axis, and / or one and / or the other of rotors contains the specified profiled structures, each of which has all or part of the above features.
Изобретение и его другие детали, отличительные признаки и преимущества будут более очевидны из нижеследующего описания, представленного в качестве не ограничительного примера со ссылками на прилагаемые чертежи.The invention and its other details, features and advantages will be more apparent from the following description, presented by way of non-limiting example with reference to the accompanying drawings.
Краткое описание чертежейBrief description of the drawings
На фиг. 1 схематично показан известный авиационный газотурбинный двигатель, вид в продольном разрезе (по оси Х);In FIG. 1 schematically shows a known aircraft gas turbine engine, a longitudinal sectional view (along the x-axis);
на фиг. 2 схематично показана входная зона (носок) разделительной стенки между потоками первого и второго контуров с применением заявленного решения;in fig. 2 schematically shows the inlet zone (toe) of the dividing wall between the flows of the first and second circuits using the claimed solution;
на фиг. 3 может быть показана либо деталь III, изображенная на фиг. 2, либо локальной схемой зубчатого профиля, который может присутствовать на лопасти вертолета, на лопатке вентилятора, на части ротора или спрямляющего аппарата, на носке передней кромки или на щитке крыла летательного аппарата;in fig. 3 may show either detail III shown in FIG. 2, or a local pattern of a toothed profile that may be present on a helicopter blade, on a fan blade, on a part of a rotor or directing vane, on a leading edge toe, or on an aircraft wing flap;
на фиг. 4 показана деталь IV, обозначенная на фиг. 1;in fig. 4 shows detail IV, indicated in FIG. 1;
на фиг. 5 схематично показан летательный аппарат, содержащий заявленные конструкции;in fig. 5 schematically shows an aircraft containing the claimed structures;
на фиг. 6-14 показаны различные формы зубчатых профилей в соответствии с изобретением, которые могут соответствовать, например, зоне I на фиг. 1 или 5;in fig. 6-14 show various tooth profile shapes according to the invention, which may correspond, for example, to zone I in FIG. 1 or 5;
на фиг. 15-16 схематично показаны два других зубчатых профиля в соответствии с изобретением, в частности, с зубчатостями, смещенными в угловом направлении (угол α);in fig. 15-16 schematically show two other gear profiles according to the invention, in particular with the gears offset in the angular direction (angle α);
на фиг. 17 показано локальное увеличение примера зоны с зубчатостями в соответствии с изобретением на выходе вентилятора;in fig. 17 shows a localized enlargement of an example of a zone with serrations according to the invention at the outlet of a fan;
на фиг. 18-19 показаны соответственно вид в осевом разрезе, иллюстрирующий интенсивность завихрения в выходной струе вентилятора двухконтурного турбореактивного двигателя до лопаток ВСА, и график соответствующего радиального изменения интегрального масштаба турбулентности (∧) в зависимости от радиуса (r) между внутренним радиусом rint и наружным радиусом rext воздушного проточного тракта, обозначаемого в дальнейшем позицией 20;in fig. 18-19 respectively show an axial sectional view illustrating the intensity of swirl in the outlet jet of a fan of a bypass turbojet engine up to the blades of the ICA, and a graph of the corresponding radial change in the integral scale of turbulence (∧) depending on the radius (r) between the inner radius rint and the outer radius rext air flow path, hereinafter referred to as 20;
на фиг. 20-22 представлены части длины передней и/или задней кромки, имеющие зубчатости со (строго) монотонными изменениями амплитуды (d) или промежутка (L2); на этих фигурах сплошными линиями показаны реальные профили зубчатостей, более тонкими волнистыми линиями показаны воображаемые профили зубчатостей, вычисленные для определения средней хорды и представляющие собой контрольный профиль, на основании которого определены монотонные изменения амплитуды и/или промежутка;in fig. 20-22 show parts of the length of the leading and/or trailing edge having serrations with (strictly) monotonic changes in amplitude (d) or spacing (L2); in these figures, the solid lines show the real serration profiles, the thinner wavy lines show the imaginary serration profiles calculated to determine the average chord and representing the control profile, from which the monotonic changes in amplitude and/or gap are determined;
на фиг. 23-25 показаны части длины передней или задней кромки с зубчатыми участками, где преобразования зубчатостей следуют не периодическим и (по меньшей мере частично) монотонным правилам изменения, таким как линейные, логарифмические и параболические правила соответственно.in fig. 23-25 show length portions of a leading or trailing edge with serrations where the serration transformations follow non-periodic and (at least partially) monotonic variation rules such as linear, logarithmic, and parabolic rules, respectively.
Осуществление изобретенияImplementation of the invention
Даже если на глаз это четко и не прослеживается, следует считать, что на всех фиг. 2-17 и 23-25 изменения амплитуды (d) и/или промежутка (L2) между двумя последовательными вершинами зубцов или впадинами являются монотонными в вышеупомянутых условиях.Even if this is clearly and not visible to the eye, it should be considered that in all Figs. 2-17 and 23-25, changes in amplitude (d) and/or spacing (L2) between two successive tooth peaks or troughs are monotonic under the above conditions.
На фиг. 1 схематично показан турбореактивный двигатель 10 летательного аппарата 100, который можно определить следующим образом:In FIG. 1 schematically shows a
Гондола 12 служит наружным кожухом для различных органов, среди которых - спереди (слева на фиг. 1) входной (АМ) вентилятор 14.
На выходе (AV) вентилятора 14 воздушный поток (схематично показанный локально на фиг. 4 позицией 38) делится разделительным носком 16 кольцевой стенки 160 на воздушный поток первого контура и воздушный поток второго контура. Воздушный поток первого контура проходит через внутренний кольцевой воздушный проход или проточный тракт 18 первого контура в компрессор 22 низкого давления на уровне входных направляющих лопаток 24 ВНА. Воздушный поток второго контура отклоняется разделительным носком 16 в наружный кольцевой воздушный проход 20 (проточный тракт второго контура) в направлении выходных направляющих лопаток 26 ВСА, затем в сторону выхода двигателя.At the outlet (AV) of the
На фиг. 2 и 3 более конкретно показана передняя часть 161 разделительного носка 16, содержащая переднюю кромку 164, находящуюся ближе всего к входу, на уровне которой наружная стенка 162 разделительного носка 16 соединяется с внутренней стенкой 163 разделительного носка 16, при этом верхняя стенка 162 образует внутреннюю обечайку проточного тракта 20 второго контура.In FIG. 2 and 3 more specifically shows the
В любом случае следует уточнить, что осевым будет называться то, что проходит вдоль или параллельно продольной оси (Х) вращения соответствующей части газотурбинного двигателя, при этом указанная ось априори будет общей осью вращения этого газотурбинного двигателя. Радиальным (ось Z) будет называться то, что расположено радиально к оси Х, а окружным будет называться то, что находится вокруг нее. Внутренним или наружным будет то, что расположено радиально, то есть напротив оси Х. Таким образом, внутренняя стенка 163 является радиально внутренней стенкой разделительного носка 16. Кроме того, определения «входной» и «выходной» следует рассматривать относительно прохождения газов в соответствующем газотурбинном двигателе (или в его части): эти газы заходят на входе и выходят на выходе, в целом проходя параллельно вышеупомянутой продольной оси вращения.In any case, it should be clarified that what will be called axial is that which runs along or parallel to the longitudinal axis (X) of rotation of the corresponding part of the gas turbine engine, while this axis will a priori be the common axis of rotation of this gas turbine engine. Radial (Z-axis) will be called what is located radially to the X-axis, and circumferential will be called what is around it. Inner or outer will be that located radially, that is, opposite the X axis. Thus, the
Кроме того, приложенные чертежи и относящееся к ним описание представлены со ссылкой на обычную ортогональную систему координат X-Y-Z, в которой ось Х является определенной выше осью.In addition, the attached drawings and descriptions related thereto are presented with reference to a conventional X-Y-Z orthogonal coordinate system in which the X-axis is the axis defined above.
Разделительный носок 16 образован двумя сторонами: наружной стороной стенки 162, служащей радиально внутренней границей для наружного кольцевого воздушного прохода 20, в который поступает поток Fs второго контура, тогда как внутренняя сторона стенки 163 служит радиально наружной границей для внутреннего кольцевого прохода 18, в который поступает поток Fp первого контура.The separating
Нижняя стенка 163 разделительного носка 16 образует наружную обечайку компрессора 22 низкого давления.The
Даже если осевое (Х) смещение лопаток ВНА 24 в сторону выхода относительно передней кромки 164 разделительного носка 16 является меньшим по сравнению с осевым смещением лопаток ВСА 26 относительно этой же передней кромки 164, участок передней части 161, непосредственно смежный с передней кромкой 164 разделительного носка 16, является открытым.Even if the axial (X) displacement of the
Чтобы уменьшить шум, производимый передней кромкой, например, носка 16, лопатки ОGV 26, лопатки ВНА 24, можно предусмотреть, чтобы эта передняя кромка 164 имела профиль с зубчатостями 28, имеющими последовательность зубцов 30 и впадин 32, как показано в примерах на фиг. 6-17.In order to reduce the noise produced by the leading edge, for
Однако заявленное решение можно применять для других конструкций, отличных от конструкций на газотурбинном двигателе, таком как турбореактивный двигатель 10, и они могут иметь переднюю кромку 164, имеющую профиль с зубчатостями 28, содержащими последовательность зубцов 30 и впадин 32.However, the inventive solution can be applied to designs other than turbine engine designs, such as
На фиг. 5 схематично показан летательный аппарат 100, на котором присутствуют профилированные конструкции с таким зубчатым профилем 28 на передней кромке на крыльях 39, на пилоне 41 крепления двигателя 42 летательного аппарата, на киле 44, стабилизаторе 46, лопасти или лопатке 48 не капотированного воздушного винта или на неподвижных лопатках 49 (статора) на выходе не капотированного воздушного винта. На этой фиг. 5 показаны два тяговых газотурбинных двигателя летательного аппарата, содержащих две не капотированные винтовые группы, каждая с двумя роторами 480а, 480b, следующими друг за другом и являющимися коаксиальными, которые могут вращаться параллельно указанной общей оси (Х), при этом один и/или другой из этих роторов содержит профилированные конструкции 1.In FIG. 5 schematically shows an
Кроме того, на фиг. 3 представлен схематичный локальный вид зубчатого профиля 28, который может присутствовать на обозначенной позицией 50 лопасти вертолета, лопатке вентилятора, части ротора или спрямляющего аппарата, носке передней кромки или щитке крыла летательного аппарата. In addition, in FIG. 3 is a schematic partial view of a
Общим признаком всех этих аэродинамических профилей является генерирование граничного слоя на поверхности на выходе и, следовательно, турбулентного потока.A common feature of all these airfoils is the generation of a boundary layer on the exit surface and hence turbulent flow.
Независимо от применения зубчатого профиля 28, можно считать:Regardless of the application of the
- что этот профиль принадлежит к профилированной конструкции 1 (или к аэродинамическому профилю), вокруг которой (которого) проходит воздух, которая(ый) является удлиненной(ым) в направлении Z, в котором конструкция (или профиль) имеет длину L1, которую обдувает воздушный поток, и- that this airfoil belongs to a profiled structure 1 (or to an airfoil) around which (which) passes air, which is elongated(s) in the Z direction, in which the structure (or profile) has a length L1, which is blown air flow, and
- что поперечно к направлению Z конструкция (или профиль) содержит переднюю кромку 164 и/или заднюю кромку 165 (разделительный носок 16 не имеет задней кромки), по меньшей мере одна из которых является профилированной и, следовательно, имеет в указанном направлении удлинения Z зубчатости (профиль 28), образованные следующими друг за другом указанным зубцами 30 и впадинами 32.- that, transverse to the Z direction, the structure (or profile) comprises a
Зубцы 30 и впадины 32 следуют друг за другом с чередованием.
Для оптимизации эффективности количество зубцов 30 и впадин 32 составляет от 3 до 100.To optimize efficiency, the number of
Чтобы, как было указано выше, учитывать, что в ряде ситуаций указанная профилированная конструкция 1 подвергается действию неоднородного и/или анизотропного воздушного потока, и чтобы обеспечивать компромисс между желаемым снижением шума, ограничением аэродинамических потерь и интегрированием профилированной конструкции в ее окружающую среду, было предложено, чтобы вдоль профилированной(ых) передней кромки 164 и/или задней кромки 165 зубчатости 28 присутствовали на ограниченной зоне длины L1 (см. фиг. 7-14).In order, as indicated above, to take into account that in a number of situations said
Чтобы дополнить решение и с той же целью было также предложено, чтобы:To complement the decision and for the same purpose, it has also been proposed that:
- по меньшей мере на участке части длины, где существуют зубчатости 28,- at least in the area of the part of the length where there are
- и, в частности, за исключением зон (таких как 33 и 35 на фиг. 6), содержащих не более трех последовательных зубцов, находящихся на каждом конце указанной части длины:- and in particular, with the exception of zones (such as 33 and 35 in Fig. 6) containing no more than three consecutive teeth located at each end of the specified part of the length:
зубчатости 28 имели (см., в частности, фиг. 6, 10, 16 и 20-25):
- поперечно к направлению удлинения Z - амплитуду d зубчатостей, которая меняется монотонно, и/или- transverse to the direction of elongation Z - the amplitude d of the serrations, which varies monotonously, and/or
- в указанном направлении удлинения - расстояние L2 между двумя последовательными вершинами (300, 320 соответственно) зубцов 30 или впадин 32, которое меняется монотонно.- in the indicated direction of elongation - the distance L2 between two successive peaks (300, 320 respectively) of
Амплитуду d можно измерить вдоль оси Х между вершиной 300 зубца 30 и следующим за ней в данном направлении дном 320 непосредственно смежной впадины 32.The amplitude d can be measured along the X-axis between the top 300 of the
При соотношении между наибольшей амплитудой и наименьшей амплитудой, составляющем от 1,2 до 20, в том числе при необходимости с учетом указанной ниже зоны 28а перехода/сопряжения, зубчатости 28 будут одновременно эффективными с точки зрения акустики, механической прочности и интегрирования (крепления) в их ближней окружающей среде.With a ratio between the highest amplitude and the lowest amplitude ranging from 1.2 to 20, including, if necessary, taking into account the transition/
Чтобы дополнить в этих же целях это требование по d и по L2, можно сделать разнородными (неоднородными по своей активной длине L1) зубчатости 28 профилей из всех указанных ниже решений, то есть с радиальными изменениями этих зубчатостей; см. фиг. 7-10.In order to supplement this requirement for d and L2 for the same purposes, it is possible to make serrations of 28 profiles from all the solutions indicated below, that is, with radial changes in these serrations; see fig. 7-10.
В частности, следующие друг за другом зубцы 30 и впадины 32 будут расположены только на части L1a этой длины L1, обдуваемой воздушным потоком. Остальная часть L1b длины L1 будет гладкой (то есть не будет иметь зубчатостей): часть 280.In particular,
Чтобы улучшить этот компромисс и, частности, предупредить образование трещин на уровне впадин, как показано на фиг. 6, поперечно к направлению удлинения Z зубчатости 28 должны соблюдать отношение: 0.005 ≤ d/c ≤ 0.5, где:In order to improve this compromise, and in particular to prevent the formation of cracks at the level of the valleys, as shown in FIG. 6, transverse to the direction of elongation Z, the
- “d” обозначает амплитуду зубчатостей в м, и- “d” denotes the amplitude of the serrations in m, and
- “c” обозначает хорду профилированной конструкции в месте этих зубчатостей в м.- “c” denotes the chord of the profiled structure at the place of these serrations in m.
Эта хорда с будет либо средней хордой на длине L1a, либо хордой на каждой зубчатости (один зуб со следующей за ним впадиной) в указанном направлении Z; см. фиг. 6, 10 и 20-22.This chord c will either be the middle chord over length L1a or the chord at each serration (one tooth followed by a trough) in the indicated Z direction; see fig. 6, 10 and 20-22.
Поиск вышеупомянутого компромисса привел к тому, чтобы предусмотреть переход, называемой также переходной зоной 28а:The search for the aforementioned compromise led to the provision of a transition, also called
- там, где при монотонном изменении и, в частности, по мере приближения к гладкой части 280 при общем уменьшении амплитуды d и/или промежутка L2 между двумя вершинами соответственно 300, 320 последовательных зубцов 30 или впадин 32 зубчатости плавно сопрягаются (зона перехода/сопряжения 28а) с указанной гладкой частью 280; см. фиг. 7-8, и/или- where, with a monotonous change and, in particular, as the
- там, где зубчатости 28 заканчиваются (на своем конце сопряжения с гладкой частью) зоной 280а, которая будет проходить вдоль указанной гладкой части 280, не имеющей зубчатостей; см. фиг. 7-8.- where the
В частности, в этой ситуации получают по меньшей мере конструктивное преимущество в том, что вдоль длины L1 зубчатости 28 начинаются и заканчиваются зубцом 30 на уровне скреплений зон, имеющих зубчатости, как показано на фиг. 6, 7. Скреплениями называют вставки конструкций в их опоры, например, на конце(ах) наружного корпуса 53 и/или центральной ступицы 55.In particular, in this situation, at least a constructive advantage is obtained in that, along the length L1, the
Поиск этого компромисса может даже привести к тому, что, в частности, в зоне перехода 28а ряд из по меньшей мере двух (предпочтительно трех) последовательных зубцов 30 и из двух (предпочтительно трех) последовательных впадин 32, начиная от указанной части L1b длины, не содержащей зубчатостей, имеет:The search for this compromise can even lead to the fact that, in particular, in the
- возрастающее расстояние L2 в указанном направлении удлинения между двумя последовательными вершинами зубцов или впадинами, и/или- increasing distance L2 in the indicated direction of elongation between two successive tooth tops or troughs, and/or
- возрастающую амплитуду d, как показано на фиг. 7, 8.- increasing amplitude d, as shown in FIG. 7, 8.
Кроме того, предусматривая более длинную хорду с на гладкой части 280, чем на дне (в вершинах 320) впадин 32, обеспечивают усиление механического структурирования и эффекта акустического ограничения, способствуя образованию переходной зоны 28а.In addition, providing a longer chord c at the
В дальнейшем пояснения будут сосредоточены на примере лопаток ВСА 26, поскольку обычно речь идет о критической зоне, находящейся сразу на выходе вентилятора 14. Однако рассматриваемые признаки можно экстраполировать на другие случаи зубчатого профиля 28.Further explanations will be focused on the example of the
Зубчатости 28 на уровне передней кромки 164 лопаток ВСА 26 могут нарушить аэродинамические свойства лопатки ВСА или усложнить механическое интегрирование лопатки ВСА в проточный тракт 20 (фиг. 1). Чтобы ограничить влияние этих зубчатостей на аэродинамическую эффективность лопаток ВСА, на локальные механические напряжения и на их интегрирование, предусмотрено, чтобы такие зубчатости перекрывали только от 0.05L до 0.95L активного размаха (длины L1) лопатки ВСА.The
Фиг. 11-14 иллюстрируют различные ситуации таких частичных зон зубчатостей 28 на передней 164 и/или задней 165 кромках.Fig. 11-14 illustrates various situations of such partial zones of
Так:So:
- на фиг. 11: Зубчатости 28 отсутствуют на внутреннем конце 281 профилей (в данном случае отсутствуют на ножке лопатки ВСА). Это позволяет ослабить механические и/или аэродинамические напряжения на внутреннем конце и одновременно сохранить достаточное ослабление акустических уровней на наружном конце 283 (вблизи наружного корпуса 53 в данном примере), где интенсивность турбулентности и интегральный масштаб турбулентности или характеристический масштаб турбулентности являются большими. Зубчатости вблизи наружного корпуса тоже могли быть полезными, чтобы избегать возможного срыва граничного слоя при некоторых режимах или условиях полета.- in Fig. 11: The
- на фиг. 12: Зубчатости 28 отсутствуют на наружном конце 283 профилей (в данном случае отсутствуют в вершине лопатки ВСА). Это позволяет ослабить механические и/или аэродинамические напряжения в вершине и одновременно сохранить достаточное ослабление акустических уровней на остальной части протяженности профиля или избегать возможного срыва граничного слоя при некоторых режимах на уровне ножки конструкции (опоры, например, центральной ступицы 55, к которой может принадлежать кольцевая стенка 160; фиг. 2,4).- in Fig. 12:
- на фиг. 13: Зубчатости 28 присутствуют на уровне промежуточной части профиля, но отсутствуют на наружном 283 и внутреннем 281 концах. Это позволяет устранить возможные механические напряжения на уровне соединений между рассматриваемой конструкцией и в данном случае стенками проточного тракта 20 (в данном примере наружный корпус 53 и ступица 55) за счет исключения зубчатостей на ножке 281 и в вершине 283 лопатки ВСА, но сохраняя при этом их для спрямления промежуточных турбулентных струй.- in Fig. 13:
- на фиг. 14: Зубчатости 28 присутствуют на наружном 283 и внутреннем 281 концах, но отсутствуют в промежуточной части профиля. Это позволяет ограничить выполнение зубчатостей в зонах, где турбулентность является самой большой, и исключить эти зубчатости в других местах, чтобы не нарушать аэродинамическое поведение в этих зонах. В частности, при среднем режиме работы между режимом малого газа и режимом полного газа это позволяет ограничить срыв граничного слоя в сторону наружного 283 и внутреннего 281 концов.- in Fig. 14:
Что касается формы зубчатостей 28, то они могут представлять собой закругленные волны, такие как синусоидальные волны, или другие формы, например, в виде елочки, как показано на фиг. 16. На фиг. 15, 16, а также на фиг. 5 (некоторые) зубчатости 28 имеют острый угол атаки α по отношению к оси Х.With regard to the shape of the
В зависимости от случаев можно также адаптировать стрелу прогиба конструкции 1 (на английском языке “sweep angle”): острый угол относительно перпендикуляра к оси Х, в месте конструкции.Depending on the cases, it is also possible to adapt the deflection of the structure 1 (in English “sweep angle”): an acute angle relative to the perpendicular to the X-axis, at the place of the structure.
Чтобы усилить декорреляцию или сдвиг фазы между источниками шума вдоль размаха, можно предусмотреть, чтобы профилированные передняя кромка 164 и/или задняя кромка 165 проходила(и) вдоль общей изогнутой линии с вогнутостью, обращенной в сторону входа, как показано, например, на фиг. 6 или 10. To enhance decorrelation or phase shift between noise sources along the span, the shaped leading
Из всего выше сказанного также понятно, что рассмотренная конструкция может, как в не ограничительном случае применения для лопаток ВСА, принадлежать к набору профилированных конструкций, каждая из которых имеет все или часть вышеупомянутых признаков и соответствующие направления удлинения Z которых проходят радиально вокруг оси Х.It is also clear from the foregoing that the considered structure may, as in the non-limiting case of application for ICA blades, belong to a set of profiled structures, each of which has all or part of the above features and whose respective directions of elongation Z run radially around the X axis.
В частности, в не ограничительном случае таких лопаток ВСА 1/26 можно также компенсировать недостатки, связанные с завихрениями на конце лопастей вентилятора 14, где они имеют больший размер, чем в других местах и являются достаточно энергетическими.In particular, in the non-limiting case of
Для этого расстояние L2 между двумя последовательными вершинами 300, 320 зубцов или впадин и/или амплитуда d являются более значительными (или, следовательно, более длинными) на радиально наружном конце 283 длины L1, чем на радиально внутреннем конце 281, следуя, таким образом, правилу монотонного изменения.To do this, the distance L2 between two successive teeth or
Таким образом, амплитуды и/или длины волны соответствующих зубчатостей 26 будут более значительными (или более длинными) вблизи наружного корпуса 53, чем вблизи зоны между трактами (ступица 55/стенка 160).Thus, the amplitudes and/or wavelengths of the
Следует также отметить, что изобретение позволяет учитывать локальные свойства рассматриваемого турбулентного потока U, например, на входе лопаток ВСА, чтобы определить геометрию волн в зависимости от радиального распределения интегрального масштаба турбулентности (∧ на фиг. 19) в выходное струе вентилятора 14. При этом можно уточнить, что выходная струя, показанная на фиг. 4, может взаимодействовать как с лопатками ВСА (над носком), так и с лопатками ВНА (под носком).It should also be noted that the invention makes it possible to take into account the local properties of the considered turbulent flow U, for example, at the inlet of the VSA blades, in order to determine the geometry of the waves depending on the radial distribution of the integral scale of turbulence (∧ in Fig. 19) in the outlet jet of the
В этой связи на фиг. 6 показана лопатка ВСА 1/26 с волнистостью, оптимизированной в зависимости от интегрального масштаба ∧ локальной турбулентности вдоль размаха. Следует заметить, что амплитуда d волнистости и «длина волны» L2 являются намного большими вблизи корпуса 55, чем на ножке лопатки ВСА (опора/ступица 55), за пределами граничных слоев. Это связано с завихрениями на конце лопасти вентилятора 14.In this regard, in FIG. 6 shows a
На фиг. 18 и 19 схематично показаны интенсивность турбулентности и радиальное изменение интегрального масштаба турбулентности в выходной струе вентилятора 14 на входе лопаток ВСА 26. В этом примере, начиная от 2/3 наружных радиусов интегральный масштаб (∧) турбулентности резко увеличивается и достигает кульминации непосредственно перед наружным радиусом rext. На практике можно использовать параболическое или линейное изменение, как показано соответственно пунктирной и штриховой линиями на фиг. 19, чтобы определить монотонное изменение зубчатостей.In FIG. 18 and 19 schematically show the intensity of turbulence and the radial change in the integral scale of turbulence in the outlet jet of the
В решениях, представленных на фиг. 20-22, показаны ситуации, когда, чтобы учитывать неоднородный и/или анизотропный воздушный поток и обеспечивать вышеупомянутый акустический/аэродинамический/механический компромисс, было предложено, чтобы вдоль профилированных передней кромки 164 и/или задней кромки 165 по меньшей мере на части длины L1 зубчатости имели повторяющийся геометрический рисунок, форма которого все же имеет растянутость или сжатие:In the solutions shown in Fig. 20-22, situations are shown where, in order to account for non-uniform and/or anisotropic airflow and achieve the aforementioned acoustic/aerodynamic/mechanical compromise, it has been proposed that along the shaped leading
- поперечно к направлению удлинения (при этом получают изменяющуюся амплитуду: см. d1, d2,… на фиг. 20; см. также фиг. 22), и/или- transversely to the direction of elongation (in this case, a varying amplitude is obtained: see d1, d2, ... in Fig. 20; see also Fig. 22), and/or
- в направлении удлинения (при этом получают изменяющуюся длину повторяющегося рисунка в направлении удлинения: см. длины L21-L23 на фиг. 22; см. также фиг. 21).- in the direction of extension (in this case, a varying length of the repeating pattern in the direction of extension is obtained: see lengths L21-L23 in Fig. 22; see also Fig. 21).
Таким образом, вдоль передней кромки 164 и/или задней кромки 165 зубчатости (28, 28а) будут иметь по меньшей мере на части указанной длины (L1), обдуваемой воздушным потоком, геометрический рисунок, трансформированный посредством последовательного масштабирования через множители, причем в направлении удлинения (L2, L21, L22, L23,…) и/или поперечно к направлению удлинения (d, d1, d2,…).Thus, along the
В двух первых случаях (фиг. 20-21) растяжения или сжатия повторяющегося «контрольного» геометрического рисунка сохраняют рисунок либо по амплитуде, либо по частоте, следуя правилу монотонного изменения (длины L2 рисунка в направлении удлинения).In the first two cases (FIGS. 20-21) of stretching or compressing a repeating "control" geometric pattern, the pattern is retained either in amplitude or in frequency, following the rule of monotonic change (length L2 of the pattern in the direction of extension).
Так, на фиг. 20, если принять в качестве контрольного рисунка рисунок серого цвета на фигуре (ограниченный штрих-пунктирной линией), то видно, что вдоль длины L1 длина или частота L2 рисунка сохраняется и что, с другой стороны, амплитуда d меняется (d1, d2, …). В ситуации, показанной на фиг. 21, все происходит наоборот: амплитуда d сохраняется, а длина или частота L2 рисунка меняется.So, in Fig. 20, if we take as a control pattern the gray pattern in the figure (limited by a dash-dotted line), it is seen that along the length L1 the length or frequency L2 of the pattern is preserved and that, on the other hand, the amplitude d varies (d1, d2, ... ). In the situation shown in FIG. 21, everything happens in reverse: the amplitude d is preserved, but the length or frequency L2 of the pattern changes.
На фиг. 20-21 был изменен периодический профиль зубчатостей, образованный повторяющимся геометрическим рисунком («контрольный» рисунок, пример которого показан в сером цвете), имеющим два характеристических направления (см. направления X,r на соответствующих фигурах, где r ≠ X и, например, r=Z), посредством следующей трансформации: родовой рисунок был приведен к желаемому масштабу через множитель в характеристическом направлении, тогда как в другом характеристическом направлении размеры рисунка могут оставаться без изменения (фиг. 20-21) или могут следовать масштабированию (фиг. 22).In FIG. 20-21, a periodic tooth profile has been modified, formed by a repeating geometric pattern (the "control" pattern, an example of which is shown in gray) having two characteristic directions (see X,r directions in the respective figures, where r ≠ X and, for example, r=Z), through the following transformation: the generic pattern has been brought to the desired scale by a factor in the characteristic direction, while in the other characteristic direction the dimensions of the pattern may remain unchanged (Fig. 20-21) or may follow scaling (Fig. 22) .
Действительно, для зон с сильным акустическим влиянием можно предпочесть растянутости и/или сжатия, которые будут меняться по амплитуде и по частоте, как в примере на фиг. 22: частота L2 и амплитуда d повторяющегося геометрического рисунка меняются вместе: L21, L22, L23,… и d1, d2, d3….Indeed, for heavily acoustically influenced areas, stretches and/or compressions that vary in amplitude and frequency may be preferred, as in the example of FIG. 22: frequency L2 and amplitude d of the repeating geometric pattern change together: L21, L22, L23,… and d1, d2, d3….
Как только установлено отношение между «амплитудой» и «частотой», можно сохранить пропорции повторяющегося геометрического рисунка; см. гомотетию на фиг. 22.Once the relationship between "amplitude" and "frequency" is established, the proportions of the repeating geometric pattern can be maintained; see homothety in FIG. 22.
На фиг. 23-25 схематично представлены три ситуации, в которых по меньшей мере на части указанной длины (L1), обдуваемой воздушным потоком, трансформации зубчатостей следуют правилам, соответственно:In FIG. 23-25 schematically represent three situations in which at least a part of the specified length (L1) blown by the air flow, the transformation of the gears follow the rules, respectively:
- линейному (фиг. 23),- linear (Fig. 23),
- логарифмическому (фиг. 24),- logarithmic (Fig. 24),
- параболическому (фиг. 25).- parabolic (Fig. 25).
Можно также выбрать квадратичное, гиперболическое или экспоненциальное правило; причем по «амплитуде» (d1, d2, d3…) и/или по «частоте» (L21, L22, L23,…).You can also choose a quadratic, hyperbolic, or exponential rule; moreover, by "amplitude" (d1, d2, d3 ...) and / or by "frequency" (L21, L22, L23, ...).
В целом в силу тех же упомянутых выше соображений можно выбрать не периодическое и монотонное изменение по амплитуде (d) и/или по частоте (L2) зубчатостей 28.In general, due to the same considerations mentioned above, a non-periodic and monotonic variation in amplitude (d) and/or frequency (L2) of the
Claims (24)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR1859664 | 2018-10-18 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2021113873A RU2021113873A (en) | 2022-11-18 |
RU2789369C2 true RU2789369C2 (en) | 2023-02-02 |
Family
ID=
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1277966A2 (en) * | 2001-07-18 | 2003-01-22 | General Electric Company | Serrated fan blade |
WO2018138439A1 (en) * | 2017-01-30 | 2018-08-02 | Safran Aircraft Engines | Improved leading edge profile of vanes |
RU2675980C2 (en) * | 2013-10-11 | 2018-12-25 | Сафран Эркрафт Энджинз | Turbomachine component with non-axisymmetric surface |
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1277966A2 (en) * | 2001-07-18 | 2003-01-22 | General Electric Company | Serrated fan blade |
RU2675980C2 (en) * | 2013-10-11 | 2018-12-25 | Сафран Эркрафт Энджинз | Turbomachine component with non-axisymmetric surface |
WO2018138439A1 (en) * | 2017-01-30 | 2018-08-02 | Safran Aircraft Engines | Improved leading edge profile of vanes |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11668196B2 (en) | Profiled structure for an aircraft or turbomachine | |
US9249666B2 (en) | Airfoils for wake desensitization and method for fabricating same | |
US9074483B2 (en) | High camber stator vane | |
US8313291B2 (en) | Turbine inlet guide vane with scalloped platform and related method | |
US7946825B2 (en) | Turbofan gas turbine engine fan blade and a turbofan gas turbine fan rotor arrangement | |
EP1126133A2 (en) | Convex compressor casing | |
CN111108262B (en) | Turbomachine fan rectifier blade, turbomachine assembly comprising such a blade and turbomachine equipped with said blade or said assembly | |
US20100054946A1 (en) | Compressor blade with forward sweep and dihedral | |
EP2492484A2 (en) | Propfan engine | |
US11732588B2 (en) | Profiled structure for an aircraft or turbomachine for an aircraft | |
RU2556481C2 (en) | Subsonic blade of axial turbine machine, compressor of axial turbine machine and axial turbine machine | |
US7052237B2 (en) | Turbine blade and turbine | |
CN111771048B (en) | Structure having a profile with inclined serrations | |
US20070098562A1 (en) | Blade | |
RU2789369C2 (en) | Profiled structure for aircraft or gas-turbine engine | |
RU2353818C1 (en) | Vaned diffuser of centrifugal compressor | |
US11578607B2 (en) | Airfoil having a spline fillet | |
Cranstone et al. | Aerodynamic Design of High Endwall Angle Turbine Stages: Part 1—Methodology Development |