CN110131043A - 发动机***和方法 - Google Patents

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Abstract

一种***包含设置在发动机组件内部的翼型件，该翼型件包含在前缘和后缘处联接在一起的压力侧和吸力侧。该翼型件在毂端与梢端之间从发动机组件的中心轴线延伸离开一径向长度。该翼型件包含设置在前缘处的扫掠特征，其成型成改变发动机组件内部的空气。改变发动机组件内部的空气降低了翼型件上的表面非定常压力水平。该***包含了包括内表面和外表面的风扇框架组件。毂端与内表面联接，并且梢端与外表面联接。该翼型件与风扇框架组件集成，使得翼型件增大了风扇框架组件的结构载荷支撑能力。

Description

发动机***和方法
技术领域
本文描述的主题涉及飞行器***。
背景技术
在燃气涡轮发动机组件的操作期间，空气流从风扇组件导送到风扇流排气装置(fan stream exhaust)。风扇组件的旋转的风扇叶片产生空气尾流(air wake)，其干扰风扇叶片下游的出口引导导叶。出口引导导叶可通过使来自风扇的空气的流转向来降低出现在空气尾流中的涡流的量。此外，空气尾流干扰出口引导导叶，产生空气动力噪声。这种空气动力噪声可视作对飞行器乘客的妨害或不适，或可能超出噪声条例法律或要求。
除了使风扇气流转向外，出口引导导叶还可向风扇框架提供结构刚度。更具体地，出口引导导叶可与风扇框架集成，形成集成的风扇框架组件。
用于降低空气动力噪声的量的已知***包含在出口引导导叶的前缘和后缘处的出口引导导叶扫掠。扫掠前缘和后缘还维持前缘和后缘之间的出口引导导叶弦长。尽管扫掠前缘和后缘降低了由出口引导导叶产生的空气动力噪声的水平，但扫掠前缘和后缘还降低了由与风扇框架组件集成的出口引导导叶所提供的结构刚度的量。
发明内容
在一种实施例中，***包含配置成设置在发动机组件内部的翼型件。翼型件成型成指引发动机组件内部的空气。翼型件包含压力侧和吸力侧，它们在翼型件的前缘处联接在一起并且它们在位于前缘下游的翼型件的后缘处联接在一起。翼型件在翼型件的毂端和翼型件的相对的梢端之间从发动机组件的中心轴线延伸离开一径向长度。翼型件包含设置在翼型件的前缘处的扫掠特征。扫掠特征成型成改变发动机组件内部的空气。改变发动机组件内部的空气相对于不包含扫掠特征的前缘降低了翼型件上的表面非定常压力水平。该***还包含包括了内表面和外表面的风扇框架组件。翼型件的毂端配置成与风扇框架组件的内表面可操作地联接，并且翼型件的梢端配置成与风扇框架组件的外表面可操作地联接。翼型件配置成与***的风扇框架组件集成，使得翼型件相对于未与风扇框架组件集成的翼型件增大了风扇框架组件的结构载荷支撑能力。
在一种实施例中，翼型件配置成设置在包含风扇框架组件的发动机组件内部。翼型件成型成指引发动机组件内部的空气。翼型件包含压力侧和吸力侧，它们在翼型件的前缘处联接在一起并且它们在位于前缘下游的翼型件的后缘处联接在一起。翼型件在翼型件的毂端和翼型件的相对的梢端之间从发动机组件的中心轴线延伸离开一径向长度。翼型件的前缘包含扫掠特征，其成型成改变发动机组件内部的空气。改变发动机组件内部的空气相对于不包含扫掠特征的前缘降低了翼型件上的表面非定常压力水平。翼型件的毂端配置成与风扇框架组件的内表面可操作地联接，并且翼型件的梢端配置成与风扇框架组件的外表面可操作地联接。翼型件配置成与风扇框架组件集成，使得翼型件相对于未与风扇框架组件集成的翼型件增大了风扇框架组件的结构载荷支撑能力。
在一种实施例中，方法包含将配置成设置在发动机组件内部的翼型件与风扇框架组件集成。翼型件成型成指引发动机组件内部的空气。翼型件包含压力侧和吸力侧，它们在翼型件的前缘处联接在一起并且它们在位于前缘下游的翼型件的后缘处联接在一起。翼型件在翼型件的毂端和翼型件的相对的梢端之间从发动机组件的中心轴线延伸离开一径向长度。翼型件包含设置在翼型件的前缘处的扫掠特征。扫掠特征成型成改变发动机组件内部的空气。风扇框架组件包含内表面和外表面。翼型件的毂端配置成与风扇框架组件的内表面可操作地联接，并且翼型件的梢端配置成与风扇框架组件的外表面可操作地联接。与风扇框架组件集成的翼型件相对于未与风扇框架组件集成的翼型件增大了风扇框架组件的结构载荷支撑能力。该方法还包含利用翼型件的前缘的扫掠特征改变发动机组件内部的空气。改变发动机组件内部的空气相对于不包含扫掠特征的前缘降低了翼型件上的表面非定常压力水平。
实施方案1. 一种***，包括：
配置成设置在发动机组件内部的翼型件，所述翼型件成型成指引所述发动机组件内部的空气，所述翼型件包括压力侧和吸力侧，它们在所述翼型件的前缘处联接在一起并且它们在位于所述前缘的下游的所述翼型件的后缘处联接在一起，所述翼型件在所述翼型件的毂端和所述翼型件的相对的梢端之间从所述发动机组件的中心轴线延伸离开一径向长度，所述翼型件包括设置在所述翼型件的前缘处的扫掠特征，所述扫掠特征成型成改变所述发动机组件内部的所述空气，其中，改变所述发动机组件内部的所述空气相对于不包含所述扫掠特征的所述前缘降低了所述翼型件上的表面非定常压力水平；以及
包括内表面和外表面的风扇框架组件，其中，所述翼型件的毂端配置成与所述风扇框架组件的内表面可操作地联接，并且所述翼型件的梢端配置成与所述风扇框架组件的外表面可操作地联接，其中，所述翼型件配置成与所述***的风扇框架组件集成，使得所述翼型件相对于未与所述风扇框架组件集成的所述翼型件增大了所述风扇框架组件的结构载荷支撑能力。
实施方案2. 根据实施方案1所述的***，其中，所述扫掠特征包括干扰缘，其相对于垂直于所述中心轴线的线具有非零扫掠角，其中，所述非零扫掠角配置成在所述毂端和所述梢端之间沿所述翼型件的径向长度增大或减小中的一个或多个。
实施方案3. 根据实施方案1所述的***，其中，所述扫掠特征配置成改型到所述翼型件。
实施方案4. 根据实施方案1所述的***，其中，所述前缘的扫掠特征配置成相对于不包含所述扫掠特征的所述翼型件的前缘降低由所述翼型件产生的噪声水平。
实施方案5. 根据实施方案1所述的***，其中，所述后缘不包含所述扫掠特征，但配置成相对于包含扫掠特征的所述翼型件的后缘增大所述翼型件的结构刚度水平。
实施方案6. 根据实施方案1所述的***，其中，所述翼型件的所述后缘配置成在所述风扇框架组件的内表面和外表面之间沿所述翼型件的后缘提供大体上径向的载荷路径。
实施方案7. 根据实施方案1所述的***，其中，所述前缘的扫掠特征通过可变弦长与所述后缘分开，其中，所述可变弦长配置成在所述扫掠特征和所述后缘之间在所述翼型件的第一径向位置处沿所述翼型件的径向长度延伸第一长度，并且在所述扫掠特征和所述后缘之间在所述翼型件的不同的第二径向位置处沿所述翼型件的径向长度延伸不同的第二长度。
实施方案8. 根据实施方案1所述的***，其中，所述翼型件是引导导叶或叶片中的一个或多个。
实施方案9. 一种翼型件，配置成设置在包含风扇框架组件的发动机组件内部，所述翼型件成型成指引所述发动机组件内部的空气，所述翼型件包括压力侧和吸力侧，它们在所述翼型件的前缘处联接在一起并且它们在位于所述前缘下游的所述翼型件的后缘处联接在一起，所述翼型件在所述翼型件的毂端和所述翼型件的相对的梢端之间从所述发动机组件的中心轴线延伸离开一径向长度，所述翼型件的前缘包含扫掠特征，其成型成改变所述发动机组件内部的所述空气，其中，改变所述发动机组件内部的所述空气相对于不包含所述扫掠特征的所述前缘降低了所述翼型件上的表面非定常压力水平，所述翼型件的毂端配置成与所述风扇框架组件的内表面可操作地联接，并且所述翼型件的梢端配置成与所述风扇框架组件的外表面可操作地联接，其中，所述翼型件配置成与所述风扇框架组件集成，使得所述翼型件相对于未与所述风扇框架组件集成的所述翼型件增大了所述风扇框架组件的结构载荷支撑能力。
实施方案10. 根据实施方案9所述的翼型件，其中，所述扫掠特征包括干扰缘，其相对于垂直于所述中心轴线的线具有非零扫掠角，其中，所述非零扫掠角配置成在所述毂端和所述梢端之间沿所述翼型件的径向长度增大或减小中的一个或多个。
实施方案11. 根据实施方案9所述的翼型件，其中，所述扫掠特征配置成改型到所述翼型件。
实施方案12. 根据实施方案9所述的翼型件，其中，所述前缘的扫掠特征配置成相对于不包含所述扫掠特征的所述翼型件的前缘降低由所述发动机组件产生的噪声水平。
实施方案13. 根据实施方案9所述的翼型件，其中，所述后缘不包含所述扫掠特征，但配置成相对于包含扫掠特征的所述翼型件的后缘增大所述翼型件的结构刚度水平。
实施方案14. 根据实施方案9所述的翼型件，其中，所述翼型件的后缘配置成在所述风扇框架组件的内表面和外表面之间沿所述翼型件的后缘提供大体上径向的载荷路径。
实施方案15. 根据实施方案9所述的翼型件，其中，所述前缘的扫掠特征通过可变弦长与所述后缘分开，其中，所述可变弦长配置成在所述扫掠特征和所述后缘之间在所述翼型件的第一径向位置处沿所述翼型件的径向长度延伸第一长度，并且在所述扫掠特征和所述后缘之间在所述翼型件的不同的第二径向位置处沿所述翼型件的径向长度延伸不同的第二长度。
实施方案16. 一种方法，包括：
将配置成设置在发动机组件内部的翼型件与风扇框架组件集成，所述翼型件成型成指引所述发动机组件内部的空气，所述翼型件包括压力侧和吸力侧，它们在所述翼型件的前缘处联接在一起并且它们在位于所述前缘下游的所述翼型件的后缘处联接在一起，所述翼型件在所述翼型件的毂端和所述翼型件的相对的梢端之间从所述发动机组件的中心轴线延伸离开一径向长度，所述翼型件包括设置在所述翼型件的前缘处的扫掠特征，所述扫掠特征成型成改变所述发动机组件内部的所述空气，所述风扇框架组件包括内表面和外表面，其中，所述翼型件的毂端配置成与所述风扇框架组件的内表面可操作地联接，并且所述翼型件的梢端配置成与所述风扇框架组件的外表面可操作地联接，其中，与所述风扇框架组件集成的所述翼型件相对于未与所述风扇框架组件集成的所述翼型件增大了所述风扇框架组件的结构载荷支撑能力；并且
利用所述翼型件的前缘的扫掠特征改变所述发动机组件内部的所述空气，其中，改变所述发动机组件内部的所述空气相对于不包含所述扫掠特征的所述前缘降低了所述翼型件上的表面非定常压力水平。
实施方案17. 根据实施方案16所述的方法，还包括将所述扫掠特征改型到所述翼型件。
实施方案18. 根据实施方案16所述的方法，其中，所述扫掠特征包括干扰缘，其相对于垂直于所述中心轴线的线具有非零扫掠角，其中，所述非零扫掠角配置成在所述毂端和所述梢端之间沿所述翼型件的径向长度增大或减小中的一个或多个。
实施方案19. 根据实施方案16所述的方法，还包括相对于不包含所述扫掠特征的所述翼型件的前缘利用所述前缘的扫掠特征降低由所述发动机组件产生的噪声水平。
实施方案20. 根据实施方案16所述的方法，还包括相对于包含扫掠特征的所述翼型件的后缘利用不包含所述扫掠特征的所述后缘增大所述翼型件的结构刚度水平。
附图说明
从阅读非限制性实施例的随后的描述，将更好地理解本发明主题，参照附图，如下其中：
图1说明了根据一种实施例的燃气涡轮发动机组件的横截面视图；
图2说明了根据一种实施例的图1的燃气涡轮发动机组件的***的局部横截面视图；
图3说明了根据一种实施例的翼型件的透视视图；
图4说明了根据一种实施例的由图1的发动机组件内部的空气施加的非定常表面压力；
图5说明了根据一种实施例的翼型件的透视视图；以及
图6说明了根据一种实施例的一种方法的流程图。
零件列表
10 ***
11 中心轴线
12 燃气涡轮发动机组件
13 核心燃气涡轮发动机
14 压缩机
16 风扇组件
22 增压器
24 风扇叶片
26 转子盘
28 进气侧
40 旁路管道
42 风扇套壳
44 分流器
50 (空气的)第一部分
52 (空气的)第二部分
60 风扇框架组件
70 翼型件
71 前缘
73 后缘
80 扫掠特征
82 干扰缘
84 非零扫掠角
86 线
88 内缘
102 外表面
104 内表面
112 梢端
114 毂端
116 可变弦长
116a 第一长度
116b 第二长度
118a 第一径向位置
118b 第二径向位置
214 压力侧
216 吸力侧
224 径向长度
226 轴向长度
402 翼型件
404 基线翼型件
516 可变弦长
516a 第一长度
516b 第二长度
516c 第三长度
518a 第一径向位置
518b 第二径向位置
518b 第三径向位置
580 扫掠特征
582 干扰缘
588 内缘
600 方法的流程图。
具体实施方式
本文所描述的发明主题中的一种或多种实施例涉及***和方法，其包含翼型件，该翼型件与设置在发动机组件内部的风扇框架组件集成。相对于未与风扇框架组件集成的翼型件，将翼型件与风扇框架组件集成改善了风扇框架组件的结构载荷支撑能力。此外，可在翼型件的前缘处提供扫掠特征(sweep feature，有时也称为扫掠零件)，其改变发动机组件内部的空气。利用扫掠特征改变发动机组件内部的空气流改善了由空气施加在翼型件上的表面压力的量的减少，并且相对于不包含扫掠特征的前缘降低了由发动机组件产生的噪声。
图1根据一种实施例说明了燃气涡轮发动机组件12的局部横截面视图。燃气涡轮发动机组件12沿中心轴线11伸长。发动机组件12包含风扇组件16和核心燃气涡轮发动机13。发动机13尤其包含高压压缩机14、燃烧器(未示出)和高压涡轮(未示出)。发动机组件12还尤其可包含低压涡轮、多级增压压缩机22和大体上限制增压器22的分流器44。
风扇组件16包含从转子盘26径向向外延伸的风扇叶片24的阵列。发动机组件12包含进气侧28和排气侧(未示出)。在操作中，空气在进气侧28处并穿过风扇组件16流入发动机组件12中。空气流的第一部分50导送穿过增压器22。从增压器22排放的压缩的空气导送穿过压缩机14，其中，将空气流进一步压缩并传送到燃烧器(未示出)。来自燃烧器的热燃烧产物(未示出)用于驱动发动机组件12的涡轮。发动机组件12可在设计操作条件、非设计操作条件、或诸如此类之间的操作条件的范围下操作。
从风扇组件16排放的空气流的第二部分52导送穿过旁路管道40以绕开来自风扇组件16且围绕核心燃气涡轮发动机13的一部分空气流。旁路管道40在风扇套壳或护罩42和分流器44之间延伸。例如，来自风扇组件16的空气流的第一部分50导送穿过增压器22并然后进入压缩机14，并且来自风扇组件16的空气流的第二部分52导送穿过旁路管道40以提供用于飞行器的推力。发动机组件12还包含风扇框架组件60，其尤其包含风扇套壳或护罩42，并且将用于风扇组件16的结构支撑提供到核心燃气涡轮发动机13。风扇框架组件60还可包含多个出口引导导叶，其通常在径向外安装法兰和径向内安装法兰之间大体上径向地延伸，并且在旁路管道40内周向地间隔。风扇框架组件60还可包含联接在径向外安装法兰和径向内安装法兰之间的多个支柱(strut)。参照图2将更详细地描述风扇框架组件60。
图2根据一种实施例说明了发动机组件12的***10的局部横截面视图。图3是根据一种实施例的翼型件70的透视视图。将详细地一起描述图2和3。
***10包含风扇框架组件60和多个翼型件70。在本文中翼型件70还可指的是出口引导导叶70。在所说明的实施例中，示出了单个的翼型件70，然而发动机组件12可包含绕中心轴线11周向地设置的任何数量的翼型件70。
翼型件70成型使得其指引发动机组件12内部的空气的第二部分52。例如，出口引导导叶70使在图1的旋转的风扇叶片24的下游指引的空气流转向。翼型件70在翼型件70中的每个的前缘71和后缘73之间延伸轴向长度226。可选地，在本文中该轴向长度226可指的是前缘71和后缘73之间的弦向长度或弦长。前缘71沿该轴向长度226相对于后缘73设置成紧邻(图1的)风扇叶片24。例如，当空气流的第二部分52在发动机组件12内部移动时，后缘73位于翼型件70的前缘71下游。
翼型件70包含压力侧214和与压力侧214相对的吸力侧216。压力侧214和吸力侧216由前缘71和与前缘71相对的后缘73互连。压力侧214通常呈凹形形状，并且吸力侧在前缘71和后缘73之间通常呈凸形形状。例如，通常为凹形的压力侧214和通常为凸形的吸力侧216提供空气动力表面，在其上方压缩的工作流体(比如，发动机组件12内部的空气)的第二部分52流动穿过发动机组件12。
翼型件70在翼型件70的毂端114和翼型件70的相对的梢端112之间在径向方向224上大体上或主要径向地延伸。此外，前缘71和后缘73绕中心轴线11大体上径向地延伸。翼型件70与风扇框架***60集成，使得毂端114与风扇框架组件60的内表面104可操作地联接，并且梢端112与风扇框架组件60的外表面102可操作地联接。例如，风扇框架组件60的内表面104可以是分流器(splitter)44的表面，并且风扇框架组件60的外表面102可以是风扇套壳42的表面。可选地，内表面104可指的是径向向外的流动路径表面，并且外表面102可指的是径向内的流动路径表面。例如，内表面104是径向向外面向的流动路径表面，使得内表面104在径向方向224上面向离开中心轴线11的方向，并且穿过风扇框架组件60的空气的流经过内表面104上方。此外，外表面是径向向内面向的安装法兰，使得外表面102在径向方向224上面向朝向中心轴线11的方向，并且穿过风扇框架组件60的空气的流经过外表面102的内部。
多个翼型件70中的每个的前缘71包含扫掠特征80。可选地，在本文中扫掠特征80还可指的是扫掠结构、扫掠体、或诸如此类。扫掠特征80成型成改变发动机组件12中的空气(比如，空气流的第二部分52)。扫掠特征80在内缘88和干扰缘82之间沿轴向长度226延伸。可选地，在本文中干扰缘82还可指的是新的前缘82。内缘88与翼型件70的前缘71可操作地联接。例如，内缘88和前缘71共用配合表面(mating surface)。
在一种或多种实施例中，扫掠特征80和翼型件70可形成为统一的主体。例如，扫掠特征80可与翼型件70一起铸造、机加工、冲压、或诸如此类。此外或备选地，扫掠特征80可装配(比如，与其联接、或诸如此类)到新的或现有的翼型件70上。例如，现有的翼型件可能此前已在一个或多个测试模拟周期中使用，或可能此前已在一个或多个常规操作任务周期期间在服务中使用，或诸如此类。扫掠特征80可通过任何附接方法改型到翼型件70上，比如，但不限于，焊接、栓接、黏附、或诸如此类。
扫掠特征80的干扰缘82(比如，新的前缘82)包含相对于大体上或主要地垂直于发动机组件12的中心轴线11的线86的非零扫掠角84。例如，干扰缘82明显与翼型件70的后缘73的形状无关。在所说明的实施例中，干扰缘82具有正的非零扫掠角84，其沿径向长度224在翼型件70的毂端114和梢端112之间大体上一致。此外，后缘73沿径向长度224在翼型件70的毂端114和梢端112之间是大体上径向的。可选地，新的前缘82可具有非零扫掠角84，其沿径向长度224在翼型件70的毂端114和梢端112之间沿新的前缘82在不同的径向位置处可以是不一致的或可变更。例如，非零扫掠角84可以是正的和/或负的非零扫掠角，可以沿径向长度224增大然后减小、减小然后增大、或其中的任何组合。
扫掠特征80通过可变弦长116与翼型件70的后缘73分开。可变弦长116通常在扫掠特征80的后缘73和干扰缘82之间弦向上延伸。可变弦长116在翼型件70的不同的径向位置处变化(比如，是不同的或变更)。例如，在扫掠特征的后缘73和干扰缘82之间的可变弦长关于扫掠特征80的形状而变化。在图2和3的所说明的实施例中，可变弦长116沿翼型件70的径向长度224在翼型件70的第一径向位置118a处延伸第一长度116a。此外，可变弦长116沿翼型件70的径向长度224在翼型件70的不同的第二径向位置118b处延伸不同的第二长度116b。在所说明的实施例中，第一长度116a沿轴向方向226在扫掠特征80的后缘73和干扰缘82之间延伸一距离，其小于第二长度116b。在后缘73和干扰缘82之间的可变弦长从翼型件70的毂端114到梢端112减小。例如，扫掠特征80具有可变弦长116，相对于靠近翼型件70的梢端112的径向位置处的较短的可变弦长116，可变弦长116在靠近翼型件70的毂端114的径向位置处较长。可选地，可变弦长可沿径向长度224从翼型件70的毂端114到梢端112增大。可选地，扫掠特征80可具有任何备选的形状，使得可变弦长116可沿径向长度224在翼型件70的不同的径向位置处增大和/或减小。
在一种或多种实施例中，多个翼型件70中的一个或多个可在多个翼型件70中的每个的前缘71处包含普通的或独特的扫掠特征80。可选地，多个翼型件70中的每个的扫掠特征80中的每个可具有普通和/或独特的形状、大小、或诸如此类。可选地，绕中心轴线11的翼型件70中的每个可包含扫掠特征，其可具有任何交替的或模式化的配置(比如，普通的或独特的形状和/或大小)。可选地，翼型件70中的一个或多个可包含具有任何配置的形状和/或大小的扫掠特征。
风扇框架组件60是燃气涡轮发动机组件12的各种框架和支撑组件中的一个，其用于促进维持燃气涡轮发动机组件12内的各种部件的定向。例如，框架和支撑组件使固定的部件互连，并且提供转子轴承支撑、结构载荷支撑、或诸如此类。风扇框架组件60在旁路管道40内的风扇组件16下游联接，使得出口引导导叶70围绕风扇组件16的出口周向地间隔开，并且延伸跨过从风扇组件16排放的空气流的第二部分52的空气流路径。例如，从燃气涡轮发动机组件12的前方向后看(未示出)，多个翼型件70绕发动机组件12的中心轴线11周向地分布。
在一种或多种实施例中，风扇框架组件60还可包含联接在内和外表面104,102之间的多个支柱(未示出)。可选地，风扇框架组件60可制造成弓形段，在其中，法兰联接到出口引导导叶70和/或支柱。可选地，出口引导导叶70和/或支柱可在旁路管道40内同轴地联接。
相对于未与风扇框架组件60集成的翼型件70，与风扇框架组件60集成的翼型件70增大了风扇框架组件60的结构载荷支撑水平或结构载荷支撑能力。多个翼型件70中的每个的梢端112和毂端114分别与风扇框架组件60的外表面102和内表面104可操作地联接。例如，多个翼型件70可与风扇框架组件60的一个或多个部件一起形成为统一的主体。
大体上或主要地径向的翼型件70的后缘73在风扇框架组件60的内表面104和外表面102之间提供大体上径向的载荷路径。例如，相对于包含扫掠特征的后缘73或也被扫过的后缘，大体上径向的后缘73增大了集成的翼型件70和风扇框架组件60的结构刚度。
图4根据一种实施例说明了由发动机组件12内部的空气施加到翼型件70上的非定常表面压力(unsteady surface pressure)。在每个点处的非定常表面压力指的是在时间中的任何时刻的表面压力与风扇叶片旋转一定范围所需时间内的平均表面压力之间的差，该范围对应于两个相邻的出口引导导叶(比如，翼型件70)之间的角度范围。翼型件402说明了包含扫掠特征80的翼型件70，并且翼型件404说明了不包含扫掠特征的基线翼型件。扫掠特征80的干扰缘82(比如，新的前缘82)干扰并改变从风扇组件16接收的空气的第二部分52。
在图4中所说明的，在影线图案601中的阴影区域具有高水平的负的非定常表面压力，而影线图案602表示适度负的非定常表面压力的区域。类似地，由影线图案605和604示出的区域分别具有高和适度水平的正的非定常表面压力。由603代表的不具有影线的区域具有大体上为零的非定常表面压力。例如，无影线的区域603比由图案601,602和图案604,605指示的水平更安静，使得603的非定常表面压力水平与601,602,604和605的非定常表面压力水平相比较是可忽略的。非定常表面压力的高数值，无论正或负，通常导致从翼型件70辐射的更高水平的噪声。利用包含扫掠特征80，改变了发动机组件12内部的空气，并且相对于不包含扫掠特征80的前缘71，大体上减小了高和低的非定常表面压力的区域。因此，扫掠特征80大体上降低了上游风扇组件16和翼型件70(比如，出口引导导叶70)之间的相互作用噪声。
此外，扫掠特征80成型以便变更由发动机组件12产生的噪声水平。例如，相对于不包含扫掠特征80的翼型件70的前缘71，包含扫掠特征80和大体上径向的后缘73的翼型件70降低了由发动机组件12产生的噪声水平。由于与由上游风扇组件16产生的空气流中的尾流(wake，有时也称为尾迹)的相互作用，扫掠特征80的干扰缘82引起从翼型件70放射的声波中的相消干扰。改变发动机组件12内部的空气的流相对于不包含扫掠特征80的翼型件70降低了由发动机组件12产生的噪声水平。
引入扫掠特征80变更了翼型件70的有效弦长，而且可以以降低的噪声水平和增大的刚度为代价，导致增大的表面摩擦损失。为最小化由扫掠特征引起的表面摩擦损耗，可使扫掠特征可变，如图5中所示，其根据一种实施例说明了翼型件70的透视视图。翼型件70的前缘71包含扫掠特征580。扫掠特征580在内缘588和干扰缘582之间沿(图2的)轴向长度226延伸。可选地，在本文中干扰缘582可指的是新的前缘582。扫掠特征580的新的前缘582包含相对于垂直于(图2的)中心轴线11的线的非零扫掠角。例如，干扰缘582明显与翼型件70的后缘73的形状无关。在所说明的实施例中，非零扫掠角沿径向长度224在翼型件70的毂端114和梢端112之间是大体上不一致的。
扫掠特征580与翼型件70的后缘73分开，或设置在从其离开或相距可变弦长516的距离的位置处。例如，可变弦长516在翼型件70的不同的径向位置处变化(比如，是不同的或变更)。在图5的所说明的实施例中，可变弦长516在翼型件70的第一径向位置518a处沿径向长度224延伸第一长度516a，在翼型件70的不同的第二径向位置518b处沿径向长度224延伸不同的第二长度516b，并且在翼型件70的不同的第三径向位置518c处沿径向长度224延伸不同的第三长度516c。在所说明的实施例中，可变弦长516沿径向长度224从翼型件70的毂端114到梢端112增大然后减小。例如，扫掠特征580具有可变弦长516，相对于在靠近毂端114(比如，第三长度516C)和靠近梢端112(比如，第一长度516a)的径向位置处的较短的可变弦长516，其在毂端114和梢端112(比如，第二长度516b)之间的径向位置处较长。可选地，扫掠特征580可沿径向长度224具有一致的或不一致的波浪形状。可选地，扫掠特征580在翼型件70的毂端114和梢端112之间可沿径向长度224具有任何备选的形状。
图6根据一种实施例说明了方法600的流程图。在602处，设置在发动机组件内部的翼型件(比如，翼型件70)与风扇框架组件(比如，风扇框架组件60)集成。翼型件70可以是引导导叶、叶片、或诸如此类。可选地，翼型件可与任何机械组件内部的风扇框架组件集成。
在604处，扫掠特征(比如，扫掠特征80或580)与翼型件70的前缘联接。在一种或多种实施例中，扫掠特征80可在翼型件70的前缘71处与翼型件70形成为统一的主体。此外或备选地，扫掠特征可与新的或现有的翼型件70联接。例如，扫掠特征80可改型到新的或现有的翼型件70。新的翼型件70可以是未曾使用于测试模拟周期或未曾在操作任务周期期间在服务中使用的翼型件。现有的翼型件可能此前已在一个或多个测试模拟周期中使用，或可能此前已在一个或多个常规操作任务周期期间在服务中使用，或诸如此类。扫掠特征80可通过任何附接方法改型到翼型件70上，比如，但不限于，焊接、栓接、黏附、或诸如此类。
在606处，扫掠特征80改变发动机组件内部的空气。例如，扫掠特征80可改变或变更从(图2的)风扇组件16接收的空气的第二部分52的流。利用扫掠特征80改变发动机组件内部的空气相对于不包含扫掠特征80的前缘降低了翼型件70上的非定常压力水平。此外，利用扫掠特征80改变发动机组件内部的空气相对于不包含扫掠特征80的翼型件的前缘降低了由翼型件70产生的噪声水平。
在本文中描述的主题的一种实施例中，***包含配置成设置在发动机组件内部的翼型件。翼型件成型成指引发动机组件内部的空气。翼型件包含压力侧和吸力侧，它们在翼型件的前缘处联接在一起并且它们在位于前缘下游的翼型件的后缘处联接在一起。翼型件在翼型件的毂端和翼型件的相对的梢端之间从发动机组件的中心轴线延伸离开一径向长度。翼型件包含设置在翼型件的前缘处的扫掠特征。扫掠特征成型成改变发动机组件内部的空气。改变发动机组件内部的空气相对于不包含扫掠特征的前缘降低了翼型件上的表面非定常压力水平。该***还包含包括了内表面和外表面的风扇框架组件。翼型件的毂端配置成与风扇框架组件的内表面可操作地联接，并且翼型件的梢端配置成与风扇框架组件的外表面可操作地联接。翼型件配置成与***的风扇框架组件集成，使得翼型件相对于未与风扇框架组件集成的翼型件增大风扇框架组件的结构载荷支撑能力。
可选地，扫掠特征包括干扰缘，其相对于垂直于中心轴线的线具有非零扫掠角。该非零扫掠角配置成沿翼型件的径向长度在毂端和梢端之间增大或减小中的一个或多个。
可选地，扫掠特征配置成改型到翼型件。
可选地，前缘的扫掠特征配置成相对于不包含扫掠特征的翼型件的前缘降低由翼型件产生的噪声水平。
可选地，后缘不包含扫掠特征，但是配置成相对于包含扫掠特征的翼型件的后缘增大翼型件的结构刚度水平。
可选地，翼型件的后缘配置成在风扇框架组件的内表面和外表面之间沿翼型件的后缘提供大体上径向的载荷路径。
可选地，前缘的扫掠特征通过可变弦长与后缘分开。可变弦长配置成在扫掠特征和后缘之间在翼型件的第一径向位置处沿翼型件的径向长度延伸第一长度，并且在扫掠特征和后缘之间在翼型件的不同的第二径向位置处沿翼型件的径向长度延伸不同的第二长度。
可选地，翼型件是引导导叶或叶片中的一个或多个。
在本文中所描述的主题的一种实施例中，翼型件配置成设置在包含风扇框架组件的发动机组件内部。翼型件成型成指引发动机组件内部的空气。翼型件包含压力侧和吸力侧，它们在翼型件的前缘处联接在一起并且它们在位于前缘下游的翼型件的后缘处联接在一起。翼型件在翼型件的毂端和翼型件的相对的梢端之间从发动机组件的中心轴线延伸离开一径向长度。翼型件的前缘包含扫掠特征，其成型成改变发动机组件内部的空气。改变发动机组件内部的空气相对于不包含扫掠特征的前缘降低了翼型件上的表面非定常压力水平。翼型件的毂端配置成与风扇框架组件的内表面可操作地联接，并且翼型件的梢端配置成与风扇框架组件的外表面可操作地联接。翼型件配置成与风扇框架组件集成，使得翼型件相对于未与风扇框架组件集成的翼型件增大了风扇框架组件的结构载荷支撑能力。
可选地，扫掠特征包括干扰缘，其相对于垂直于中心轴线的线具有非零扫掠角。该非零扫掠角配置成沿翼型件的径向长度在毂端和梢端之间增大或减小中的一个或多个。
可选地，扫掠特征配置成改型到翼型件。
可选地，前缘的扫掠特征配置成相对于不包含扫掠特征的翼型件的前缘降低由翼型件产生的噪声水平。
可选地，后缘不包含扫掠特征，但是配置成相对于包含扫掠特征的翼型件的后缘增大翼型件的结构刚度水平。
可选地，翼型件的后缘配置成在风扇框架组件的内表面和外表面之间沿翼型件的后缘提供大体上径向的载荷路径。
可选地，前缘的扫掠特征通过可变弦长与后缘分开。可变弦长配置成在扫掠特征和后缘之间在翼型件的第一径向位置处沿翼型件的径向长度延伸第一长度，并且在扫掠特征和后缘之间在翼型件的不同的第二径向位置处沿翼型件的径向长度延伸不同的第二长度。
在本文中描述的主题的一种实施例中，方法包含将配置成设置在发动机组件内部的翼型件与风扇框架组件集成。翼型件成型成指引发动机组件内部的空气。翼型件包含压力侧和吸力侧，它们在翼型件的前缘处联接在一起并且它们在位于前缘下游的翼型件的后缘处联接在一起。翼型件在翼型件的毂端和翼型件的相对的梢端之间从发动机组件的中心轴线延伸离开一径向长度。翼型件包含设置在翼型件的前缘处的扫掠特征。扫掠特征成型成改变在发动机组件内部的空气。风扇框架组件包含内表面和外表面。翼型件的毂端配置成与风扇框架组件的内表面可操作地联接，并且翼型件的梢端配置成与风扇框架组件的外表面可操作地联接。相对于未与风扇框架组件集成的翼型件，与风扇框架组件集成的翼型件增大了风扇框架组件的结构载荷支撑能力。该方法还包含利用翼型件的前缘的扫掠特征改变发动机组件内部的空气。改变发动机组件内部的空气相对于不包含扫掠特征的前缘降低了翼型件上的表面非定常压力水平。
可选地，方法还包含将扫掠特征改型到翼型件。
可选地，扫掠特征包含干扰缘，其相对于垂直于中心轴线的线具有非零扫掠角。该非零扫掠角配置成沿翼型件的径向长度在毂端和梢端之间增大或减小中的一个或多个。
可选地，该方法还包含相对于不包含扫掠特征的翼型件的前缘利用前缘的扫掠特征降低由发动机组件产生的噪声水平。
可选地，该方法还包含相对于包含扫掠特征的翼型件的后缘利用不包含扫掠特征的后缘增大翼型件的结构刚度水平。
如本文中使用的，以单数叙述的和以单词“一(a)”或“一种(an)”开始的元件或步骤应理解为不排除多个所述元件或步骤，除非明确规定了这种排除。此外，对目前描述的主题的“一种实施例”的指代不旨在解释为排除也含有所叙述特征的另外的实施例的存在。此外，除非明确地相反规定，“包括”或“具有”具有特定属性的一个元件或多个元件的实施例可包含不具有该属性的另外的这种元件。
应当理解，以上描述旨在是说明性的，而非限制性的。例如，以上描述的实施例(和/或其方面)可相互组合使用。此外，可进行许多修改以使特定的情形或材料适应本文所阐明的主题的教导，而不从其范围偏离。尽管本文中描述的材料的尺寸和类型旨在限定所公开的主题的参数，但其绝非是限制性的而是示例性的实施例。回顾以上描述时，许多其它实施例对本领域技术人员将是显而易见的。因此，本文所描述的主题的范围应该参照所附权利要求，连同该权利要求有权享有的同等物的全部范围来确定。在所附权利要求中，术语“包含”和“在其中”分别作为术语“包括”和“其中”的普通英语的同等物来使用。此外，在随后的权利要求中，术语“第一”、“第二”和“第三”等仅作为标记使用，而不旨在对其对象强加数值要求。另外，随后的权利要求的限制不是以手段加功能的格式书写，且不旨在基于35U.S.C. § 112(f)来解读，除非并且直到该权利要求限制清楚地使用短语“手段用于”，其随后是功能的声明且再无其它特征。
本书面描述使用示例以公开若干本文所阐明的主题的实施例，包含最佳模式，并且还使本领域普通技术人员能够实践本公开主题的实施例，包含制作和使用该设备或***以及执行该方法。本文所描述的主题的可取得专利的范围由权利要求限定，并且可包含本领域普通技术人员想到的其它示例。如果这些其它示例具有与权利要求的字面语言没有不同的结构元件，或者如果它们包含与权利要求的字面语言无实质差别的结构元件，则这些其它示例旨在位于权利要求的范围之内。

Claims (10)

1. 一种***，包括：
配置成设置在发动机组件内部的翼型件，所述翼型件成型成指引所述发动机组件内部的空气，所述翼型件包括压力侧和吸力侧，它们在所述翼型件的前缘处联接在一起并且它们在位于所述前缘的下游的所述翼型件的后缘处联接在一起，所述翼型件在所述翼型件的毂端和所述翼型件的相对的梢端之间从所述发动机组件的中心轴线延伸离开一径向长度，所述翼型件包括设置在所述翼型件的前缘处的扫掠特征，所述扫掠特征成型成改变所述发动机组件内部的所述空气，其中，改变所述发动机组件内部的所述空气相对于不包含所述扫掠特征的所述前缘降低了所述翼型件上的表面非定常压力水平；以及
包括内表面和外表面的风扇框架组件，其中，所述翼型件的毂端配置成与所述风扇框架组件的内表面可操作地联接，并且所述翼型件的梢端配置成与所述风扇框架组件的外表面可操作地联接，其中，所述翼型件配置成与所述***的风扇框架组件集成，使得所述翼型件相对于未与所述风扇框架组件集成的所述翼型件增大了所述风扇框架组件的结构载荷支撑能力。
2.根据权利要求1所述的***，其中，所述扫掠特征包括干扰缘，其相对于垂直于所述中心轴线的线具有非零扫掠角，其中，所述非零扫掠角配置成在所述毂端和所述梢端之间沿所述翼型件的径向长度增大或减小中的一个或多个。
3.根据权利要求1所述的***，其中，所述扫掠特征配置成改型到所述翼型件。
4.根据权利要求1所述的***，其中，所述前缘的扫掠特征配置成相对于不包含所述扫掠特征的所述翼型件的前缘降低由所述翼型件产生的噪声水平。
5.根据权利要求1所述的***，其中，所述后缘不包含所述扫掠特征，但配置成相对于包含扫掠特征的所述翼型件的后缘增大所述翼型件的结构刚度水平。
6.根据权利要求1所述的***，其中，所述翼型件的所述后缘配置成在所述风扇框架组件的内表面和外表面之间沿所述翼型件的后缘提供大体上径向的载荷路径。
7.根据权利要求1所述的***，其中，所述前缘的扫掠特征通过可变弦长与所述后缘分开，其中，所述可变弦长配置成在所述扫掠特征和所述后缘之间在所述翼型件的第一径向位置处沿所述翼型件的径向长度延伸第一长度，并且在所述扫掠特征和所述后缘之间在所述翼型件的不同的第二径向位置处沿所述翼型件的径向长度延伸不同的第二长度。
8.根据权利要求1所述的***，其中，所述翼型件是引导导叶或叶片中的一个或多个。
9.一种翼型件，配置成设置在包含风扇框架组件的发动机组件内部，所述翼型件成型成指引所述发动机组件内部的空气，所述翼型件包括压力侧和吸力侧，它们在所述翼型件的前缘处联接在一起并且它们在位于所述前缘下游的所述翼型件的后缘处联接在一起，所述翼型件在所述翼型件的毂端和所述翼型件的相对的梢端之间从所述发动机组件的中心轴线延伸离开一径向长度，所述翼型件的前缘包含扫掠特征，其成型成改变所述发动机组件内部的所述空气，其中，改变所述发动机组件内部的所述空气相对于不包含所述扫掠特征的所述前缘降低了所述翼型件上的表面非定常压力水平，所述翼型件的毂端配置成与所述风扇框架组件的内表面可操作地联接，并且所述翼型件的梢端配置成与所述风扇框架组件的外表面可操作地联接，其中，所述翼型件配置成与所述风扇框架组件集成，使得所述翼型件相对于未与所述风扇框架组件集成的所述翼型件增大了所述风扇框架组件的结构载荷支撑能力。
10.根据权利要求9所述的翼型件，其中，所述扫掠特征包括干扰缘，其相对于垂直于所述中心轴线的线具有非零扫掠角，其中，所述非零扫掠角配置成在所述毂端和所述梢端之间沿所述翼型件的径向长度增大或减小中的一个或多个。
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