CN115217526A - 具有可拆卸尖端的转子叶片 - Google Patents

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尼泰什·杰恩
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Abstract

提供了一种用于燃气涡轮发动机的转子叶片。转子叶片包括由第一材料形成的叶片本体；和可移除地连接到叶片本体的尖端部件，尖端部件由不同于第一材料的第二材料形成。

Description

具有可拆卸尖端的转子叶片
技术领域
本主题大体上涉及燃气涡轮发动机，或更具体地，涉及燃气涡轮发动机的转子叶片。
背景技术
燃气涡轮发动机大体上包括涡轮机，涡轮机以串行流动顺序包括风扇区段、压缩机区段、燃烧区段、涡轮区段和排气区段。在涡轮机的操作期间，燃气涡轮发动机驱动这些区段的转子叶片或以其他方式使这些区段的转子叶片相对于机舱旋转。转子叶片的旋转进而生成加压空气流，加压空气流可以支持燃气涡轮发动机的操作和/或用作推进飞行器的推进推力。
然而，转子叶片的尖端和发动机的部分之间的摩擦会导致需要更换整个转子叶片。
发明内容
本发明的各方面和优点将在以下描述中部分地阐述，或者可以从该描述中显而易见，或者可以通过实践本发明而获知。
在本公开的一个示例性实施例中，提供了一种用于燃气涡轮发动机的转子叶片。所述转子叶片包括：由第一材料形成的叶片本体；和可移除地连接到所述叶片本体的尖端部件，所述尖端部件由不同于所述第一材料的第二材料形成。
在某些示例性实施例中，所述尖端部件限定了可磨损外表面。
在某些示例性实施例中，所述转子叶片包括连接到所述尖端部件和所述叶片本体的锁部，所述锁部能够操作以选择性地将所述尖端部件锁定到所述叶片本体。
在某些示例性实施例中，所述锁部能够操作以选择性地将所述尖端部件锁定到所述叶片本体，从而防止所述尖端部件相对于所述叶片本体在径向方向和轴向方向上移动。
在某些示例性实施例中，所述尖端部件经由所述锁部被可移除地连接到所述叶片本体。
在某些示例性实施例中，所述锁部包括：从所述尖端部件延伸的突出部；和在所述叶片本体内的槽，其中所述槽被定尺寸，以接收所述突出部，从而选择性地将所述尖端部件锁定到所述叶片本体。
在某些示例性实施例中，所述尖端部件由形状记忆合金形成。
在某些示例性实施例中，所述尖端部件的跨度尺寸是所述叶片本体的跨度尺寸的10％或更小。
在某些示例性实施例中，所述尖端部件的跨度尺寸是所述叶片本体的跨度尺寸的20％或更小。
在某些示例性实施例中，所述尖端部件的所述第二材料是比所述叶片本体的所述第一材料硬度小的材料。
在本公开的另一个示例性实施例中，提供了一种燃气涡轮发动机。所述燃气涡轮发动机，包括：风扇；和定位在所述风扇内的转子叶片，所述转子叶片包括：由第一材料形成的叶片本体；和可移除地连接到所述叶片本体的尖端部件，所述尖端部件由不同于所述第一材料的第二材料形成。
在某些示例性实施例中，所述尖端部件限定了可磨损外表面。
在某些示例性实施例中，所述转子叶片包括连接到所述尖端部件和所述叶片本体的锁部，所述锁部能够操作以选择性地将所述尖端部件锁定到所述叶片本体。
在某些示例性实施例中，所述锁部能够操作以选择性地将所述尖端部件锁定到所述叶片本体，从而防止所述尖端部件相对于所述叶片本体在径向方向和轴向方向上移动。
在某些示例性实施例中，所述尖端部件经由所述锁部被可移除地连接到所述叶片本体。
在某些示例性实施例中，所述锁部包括：从所述尖端部件延伸的突出部；和在所述叶片本体内的槽，其中所述槽被定尺寸，以接收所述突出部，从而选择性地将所述尖端部件锁定到所述叶片本体。
在某些示例性实施例中，所述尖端部件由形状记忆合金形成。
在某些示例性实施例中，所述尖端部件的跨度尺寸是所述叶片本体的跨度尺寸的20％或更小。
在某些示例性实施例中，所述尖端部件的所述第二材料是比所述叶片本体的所述第一材料硬度小的材料。
在本公开的示例性方面，提供了一种用于维修转子叶片的方法，所述转子叶片具有用于燃气涡轮发动机的叶片本体。所述方法包括：当第一尖端部件损坏时，从所述叶片本体移除所述第一尖端部件；和将第二尖端部件连接到所述叶片本体。
参考以下描述和所附权利要求书，本发明的这些以及其他特征、方面和优点将变得更加容易理解。并入并构成本说明书一部分的附图示出了本发明的实施例，并且与说明书一起，用于解释本发明的原理。
附图说明
在参考附图的说明书中，针对本领域普通技术人员，阐述了本发明包括其最佳模式的完整且能够实现的公开，其中：
图1是根据本公开的示例性实施例的示例性燃气涡轮发动机的示意性截面图。
图2是根据本公开的示例性实施例的燃气涡轮发动机的转子叶片的侧截面图。
图3是根据本公开的示例性实施例的转子叶片的尖端部件和叶片本体的截面分解图。
图4是根据本公开的示例性实施例的转子叶片的尖端部件和叶片本体的截面连接视图。
图5是根据本公开的另一个示例性实施例的转子叶片的尖端部件和叶片本体的截面分解图。
图6是根据本公开的另一个示例性实施例的转子叶片的尖端部件和叶片本体的截面连接视图。
图7是根据本公开的示例性实施例的锁部的槽的第一构造的截面图。
图8是根据本公开的另一个示例性实施例的锁部的槽的第二构造的截面图。
图9是根据本公开的另一个示例性实施例的锁部的槽的第三构造的截面图。
对应参考符号遍及多个视图指示对应部分。本文列出的示例例释了本公开的示例性实施例，并且这些示例不应被解释为以任何方式限制本公开的范围。
具体实施方式
现在将详细参考本发明的实施例，本发明的实施例的一个或多个示例在附图中示出。详细描述使用数字和字母标记来指代附图中的特征。附图和描述中的相似或类似标记已用于指代本发明的相似或类似部分。
提供以下描述来使本领域技术人员能够制造和使用预期用于实施本发明的所述实施例。然而，对于本领域技术人员来说，各种修改、等效、变化和替代将是显而易见的。任何和所有这种修改、变化、等效和替代都旨在落入本发明的范围内。
为了下文描述的目的，术语“上”、“下”、“右”、“左”、“竖直”、“水平”、“顶部”、“底部”、“横向”、“纵向”及其派生词应与本发明如其在附图中定向的有关。然而，应当理解，本发明可以设想各种替代变化，除非明确指明相反。还应理解，附图中所示以及以下说明书中描述的具体装置仅仅是本发明的示例性实施例。因此，与本文公开的实施例相关的具体尺寸和其他物理特性不应被视为限制性的。
如本文所使用的，术语“第一”、“第二”和“第三”可以互换使用，以使一个部件区别于另一个部件，并且不旨在表示各个部件的位置或重要性。
术语“前”和“后”是指燃气涡轮发动机内的相对位置，其中前是指更靠近发动机入口的位置，以及后是指更靠近发动机喷嘴或排气口的位置。
术语“上游”和“下游”是指相对于流体路径中的流体流动的相对方向。例如，“上游”是指流体流出其的方向，以及“下游”是指流体流向其的方向
除非上下文另有明确指出，否则单数形式“一”、“一种”和“该”包括复数参考。
此外，除非另有指定，否则术语“低”、“高”或它们各自的比较级(例如，在适用情况下，更低、更高)各自指代发动机内的相对速度。例如，“低压涡轮”在大体上低于“高压涡轮”的压力下操作。替代地，除非另有指定，否则上述术语可以理解为最高级。例如，“低压涡轮”可以指代涡轮区段内的最低最大压力涡轮，以及“高压涡轮”可以指代涡轮区段内的最高最大压力涡轮。
本文在整个说明书和权利要求书中所使用的近似语言被应用于修饰任何可允许变化而不会导致与其相关的基本功能变化的定量表示。因此，由诸如“大约”、“近似”和“基本上”的一个或多个术语修饰的值不限于指定的精确值。在至少一些情况下，近似语言可以对应于用于测量值的仪器的精度，或者用于构建或制造部件和/或***的方法或机器的精度。例如，近似语言可以指代在百分之十的余量内。在此以及在整个说明书和权利要求书中，范围限制被组合和互换，除非上下文或语言另有指出，否则这些范围被标识并且包括其中包含的所有子范围。
在此以及在整个说明书和权利要求书中，范围限制被组合和互换，除非上下文或语言另有指出，否则这些范围被标识并且包括其中包含的所有子范围。例如，本文公开的所有范围包括端点，并且端点能够彼此独立地组合。
本公开的转子叶片包括由第一材料形成的叶片本体和可移除地连接到叶片本体的尖端部件，尖端部件由不同于第一材料的第二材料形成。如上所述，转子叶片的尖端和发动机的部分之间的摩擦会导致需要更换整个转子叶片。有利地，本公开的转子叶片仅需要更换磨损的尖端，而不需要更换整个转子叶片。例如，一旦尖端部件磨损，可以从叶片本体移除尖端部件，然后可以将新的第二尖端部件连接到同一叶片本体。
本公开的尖端部件可以由耐磨材料制成。例如，尖端部件限定了由耐磨材料形成的耐磨外表面。以这种方式，尖端部件和发动机的部分之间的任何摩擦都不会磨损发动机部件，而是会磨损尖端部件，尖端部件接着可以用新的尖端部件来更换。
在其他示例性实施例中，本公开的尖端部件可以由形状记忆合金制成，形状记忆合金可以在尖端部件和发动机的部分之间的任何摩擦期间变形，但是例如在加热时，将恢复到其变形前的形状。还预期的是，可以使用其他材料来形成尖端部件。
预期的是，本公开的尖端部件可以具有任何期望的几何构造或形状，以支持各种空气动力学特征和设计。预期的是，具有第一几何形状的第一尖端部件可以可移除地连接到叶片本体。当具有第一几何形状的第一尖端部件被移除时，具有不同于第一几何形状的第二几何形状的第二尖端部件接着可以可移除地连接到叶片本体。
还预期的是，尖端部件可以具有任何期望的尖端硬度，即尖端易碎性，以支持各种特征和设计。预期的是，具有第一尖端硬度的第一尖端部件可以可移除地连接到叶片本体。当具有第一尖端硬度的第一尖端部件被移除时，具有与第一尖端硬度相同的第二尖端硬度的第二尖端部件接着可以可移除地连接到叶片本体。还预期的是，在其他示例性实施例中，第二尖端部件可以具有与第一尖端硬度不同的第二尖端硬度。
现在参考附图，其中相同的数字在所有附图中指示相同的元件，图1是根据本公开的示例性实施例的燃气涡轮发动机的示意性截面图。更具体地，对于图1的实施例，燃气涡轮发动机是高旁通涡轮风扇喷气发动机10，本文中称为“涡轮风扇发动机10”。如图1所示，涡轮风扇发动机10限定轴向方向A(平行于提供用于参考的纵向中心线或轴线12延伸)和径向方向R。大体上，涡轮风扇10包括风扇区段14和设置在风扇区段14下游的涡轮机16。
所描绘的示例性涡轮机16大体上包括限定环形入口20的基本上管状的外壳18。外壳18以串行流动关系装入：包括增压器或低压(LP)压缩机22和高压(HP)压缩机24的压缩机区段；燃烧区段26；包括高压(HP)涡轮28和低压(LP)涡轮30的涡轮区段；和喷射排气喷嘴区段32。高压(HP)轴或线轴34将HP涡轮28驱动地连接到HP压缩机24。低压(LP)轴或线轴36将LP涡轮30驱动地连接到LP压缩机22。此外，压缩机区段、燃烧区段26和涡轮区段一起至少部分地限定延伸通过其中的核心空气流动路径37。每个压缩机22、24又可以包括与一排或多排压缩机转子叶片相互交错的一排或多排定子轮叶。此外，每个涡轮28、30又可以包括与一排或多排涡轮转子叶片相互交错的一排或多排定子轮叶。在示例性实施例中，LP压缩机22包括LP压缩机定子轮叶23和LP压缩机转子叶片25的顺序级，并且HP压缩机24包括HP压缩机定子轮叶27和HP压缩机转子叶片29的顺序级。此外，LP涡轮30包括LP涡轮定子轮叶72和LP涡轮转子叶片74的顺序级，并且HP涡轮28包括HP涡轮定子轮叶68和HP涡轮转子叶片70的顺序级。
对于所描绘的实施例，风扇区段14包括可变螺距风扇38，可变螺距风扇38具有以间隔开的方式联接到盘42的多个风扇叶片40。如图所示，风扇叶片40大体上沿着径向方向R从盘42向外延伸。每个风扇叶片40能够由于风扇叶片40可操作地联接到合适的致动构件44而围绕螺距轴线P相对于盘42旋转，致动构件44被构造成共同地一致地改变风扇叶片40的螺距。风扇叶片40、盘42和致动构件44能够通过LP轴36跨动力齿轮箱46一起围绕纵向轴线12旋转。动力齿轮箱46包括多个齿轮，用于将LP轴36的旋转速度逐步降低到更有效的旋转风扇速度。在本公开的示例性实施例中，风扇14可以包括多个转子级，每个转子级包括一排风扇叶片或转子翼型件，一排风扇叶片或转子翼型件安装到具有可旋转盘的转子。风扇14还可以包括至少一个定子级，至少一个定子级包括一排固定或定子翼型件，一排固定或定子翼型件用来使穿过其中的气流转向。如本文所用，术语“风扇”是指涡轮发动机中具有带有翼型件的转子的任何设备，翼型件能够操作以产生流体流。预期的是，本发明的原理同样地适用于多级风扇、单级风扇和其他风扇构造；以及低旁通涡轮风扇发动机、高旁通涡轮风扇发动机和其他发动机构造。
仍然参考图1的示例性实施例，盘42由可旋转的前机舱48覆盖，前机舱48具有空气动力学轮廓，以促进气流通过多个风扇叶片40。此外，示例性风扇区段14包括环形风扇壳体或外机舱50，环形风扇壳体或外机舱50周向围绕风扇38和/或涡轮机16的至少一部分。对于所示实施例，机舱50通过多个周向间隔的出口导向轮叶52相对于涡轮机16而被支撑。此外，机舱50的下游区段54在涡轮机16的外部分上延伸，以便在其间限定旁通气流通道56。
在涡轮风扇发动机10操作期间，一定量的空气58通过机舱50和/或风扇区段14的关联入口60进入涡轮风扇发动机10。当一定量的空气58穿过风扇叶片40时，如箭头62所示的空气58的第一部分被引导或导向到旁通气流通道56中，并且如箭头64所示的空气58的第二部分被引导或导向到LP压缩机22中。第一部分空气62和第二部分空气64之间的比率通常被称为旁通比。第二部分空气64的压力随后随着其被导向通过高压(HP)压缩机24并进入燃烧区段26而增加，其在燃烧区段26中与燃料混合并燃烧以提供燃烧气体66。
燃烧气体66被导向通过HP涡轮28，在HP涡轮28处，经由联接到外壳18的HP涡轮定子轮叶68和联接到HP轴或线轴34的HP涡轮转子叶片70的顺序级，提取来自燃烧气体66的一部分热能和/或动能，因而使HP轴或线轴34旋转，从而支持HP压缩机24的操作。然后，燃烧气体66被导向通过LP涡轮30，在LP涡轮30处，经由联接到外壳18的LP涡轮定子轮叶72和联接到LP轴或线轴36的LP涡轮转子叶片74的顺序级，从燃烧气体66提取第二部分热能和/或动能，因而使LP轴或线轴36旋转，从而支持LP压缩机22的操作和/或风扇38的旋转。
燃烧气体66随后被导向通过涡轮机16的喷射排气喷嘴区段32，以提供推进推力。同时，第一部分空气62的压力随着第一部分空气62在从涡轮风扇发动机10的风扇喷嘴排气区段76被排放之前被导向通过旁通气流通道56而显著增加，也提供了推进推力。HP涡轮28、LP涡轮30和喷射排气喷嘴区段32至少部分地限定热气体路径78，用于导向燃烧气体66通过涡轮机16。
然而，应当理解，图1中描绘的示例性涡轮风扇发动机10仅作为示例，并且在其他示例性实施例中，涡轮风扇发动机10可以具有任何其他合适的构造。例如，在其他示例性实施例中，涡轮风扇发动机10可以是直接驱动涡轮风扇发动机(即，不包括动力齿轮箱46)，可以包括固定螺距风扇38等。另外或替代地，本公开的方面可以结合到任何其他合适的燃气涡轮发动机中，诸如涡轮轴发动机、涡轮螺旋桨发动机、涡轮喷气发动机、开式转子或无导管涡轮风扇发动机、用于发电的陆基燃气涡轮发动机、航改燃气涡轮发动机等。
图2-9示出了本公开的示例性实施例。图2是根据本公开的示例性实施例的转子叶片100的侧截面图，其可以结合到发动机10中以代替任何的风扇转子叶片40、压缩机转子叶片25、29(图1)和/或涡轮转子叶片70、74(图1)。如图所示，转子叶片100限定纵向方向L、径向方向R和周向方向C。大体上，纵向方向L平行于发动机10的轴向中心线12延伸，径向方向R大体上与轴向中心线12正交地延伸，并且周向方向C大体上围绕轴向中心线12同心地延伸。
参考图2-6，在示例性实施例中，转子叶片100包括叶片本体102和尖端部件120，尖端部件120被可拆卸或可移除地连接到叶片本体102。转子叶片100沿着径向方向R从根部区段104延伸到末端106。如本文所述，尖端部件120形成转子叶片100的末端106的一部分。此外，转子叶片100包括压力侧表面108和相对的吸力侧表面110。在这方面，压力侧表面108和吸力侧表面110在叶片本体102的前缘112和叶片本体102的后缘114处接合在一起或相互连接。转子叶片100限定了周缘116。
参考图2，每个转子叶片100具有限定为从根部104到末端106的径向距离的跨度或跨度尺寸“S1”，以及限定为连接前缘112和后缘114的假想直线的长度的翼弦或翼弦尺寸“C1”。依据转子叶片100的具体设计，其翼弦C1可以在沿着跨度S1的不同位置处是不同的。在一个实施例中，相关测量是转子叶片100的根部104处的翼弦C1。
另外，如下文所述，根部区段104将转子叶片100固定到转子盘(未示出)，转子盘联接到LP轴36(图1)或HP轴34(图1)。然而，在替代的示例性实施例中，转子叶片100可以具有任何其他合适的构造。例如，在一个实施例中，转子叶片100可以包括沿着径向方向R定位在叶片本体102和根部区段104之间的平台。
在示例性实施例中，转子叶片100还可以包括盖部分118，盖部分118设置在叶片本体102的一部分上和尖端部件120的一部分上，如图2所示。在一个实施例中，盖部分118可以由金属材料形成，尽管预期的是，盖部分118也可以由其他保护材料形成。
参考图2-6，在示例性实施例中，叶片本体102由第一材料形成，并且可移除地连接到叶片本体102的尖端部件120由不同于第一材料的第二材料形成。
在示例性实施例中，叶片本体102由比形成尖端部件120的材料更坚固、更硬和更刚性的材料制成。叶片本体102由比形成尖端部件120的材料具有更高模量的材料制成。例如，叶片本体102可以由编织或织物复合材料、诸如中间模量纤维和标准模量纤维的材料、或比尖端部件120更坚固和更硬的任何材料形成，尽管预期的是，可以使用其他材料。以这种方式，虽然尖端部件120可能磨损或损坏，但是叶片本体102是坚固的并且更能抵抗任何损坏。如本文所述，磨损的尖端部件120能够从叶片本体102被移除，然后用新的尖端部件120替换。
在示例性实施例中，叶片本体102的一部分和/或尖端部件120的一部分可以由任何合适的复合材料形成，例如，用于形成最终的叶片本体102和/或尖端部件120的基质的合适材料，和/或包括最终的叶片本体102和/或尖端部件120的合适材料。例如，复合材料可以选自由以下构成的群，但不限于陶瓷基复合材料(CMC)、聚合物基复合材料(PMC)、金属基复合材料(MMC)或其组合。用于CMC的基质材料的合适示例包括但不限于碳化硅、氧化铝、氧化硅及其组合。用于PMC的基质材料的合适示例包括但不限于基于环氧树脂的基质、基于聚酯的基质及其组合。用于MMC的基质材料的合适示例包括但不限于铝、钛及其组合。例如，MMC可以由粉末金属形成，粉末金属例如但不限于能够熔化成连续熔融液体金属的铝粉或钛粉，连续熔融液体金属可以在冷却成具有包覆纤维的固体铸锭之前封装存在于组件中的纤维。获得的MMC是具有增加硬度的金属制品，并且金属部分(基质)是主要的承载元件。
在示例性实施例中，尖端部件120由比形成叶片本体102的材料硬度小或更软的材料制成。尖端部件120由比形成叶片本体102的材料具有更低模量的材料制成。在示例性实施例中，尖端部件120可以由耐摩擦材料、诸如TiNi合金的形状记忆合金、或比叶片本体102硬度小的任何材料形成，尽管预期的是，可以使用其他材料。
此外，尖端部件120可以由可磨损材料制成。例如，尖端部件120限定了由可磨损材料形成的可磨损外表面122。以这种方式，尖端部件120和发动机10(图1)的部分之间的任何摩擦将不会磨损发动机部件，而是会磨损尖端部件120，然后可以用新的尖端部件替换尖端部件120。
在其他示例性实施例中，尖端部件120可以由形状记忆合金制成，形状记忆合金在尖端部件120和发动机10(图1)的部分之间的任何摩擦期间可以变形，但是将会例如在加热时恢复到其变形前的形状。还预期的是，可以使用其他材料来形成尖端部件120。
预期的是，尖端部件120可以具有任何期望的几何构造或形状，以支持各种空气动力学特征和设计。预期的是，具有第一几何形状的第一尖端部件120可以可移除地连接到叶片本体102。当具有第一几何形状的第一尖端部件120被移除时，具有不同于第一几何形状的第二几何形状的第二尖端部件120可以接着可移除地连接到叶片本体102。
还预期的是，尖端部件120可以具有任何期望的尖端硬度，即尖端易碎性，以支持各种特征和设计。预期的是，具有第一尖端硬度的第一尖端部件120可以可移除地连接到叶片本体102。当具有第一尖端硬度的第一尖端部件120被移除时，具有不同于第一尖端硬度的第二尖端硬度的第二尖端部件120可以接着可移除地连接到叶片本体102。
如图3和4所示，在第一示例性实施例中，转子叶片100包括锁部140，锁部140连接到尖端部件120和叶片本体102，并且锁部140能够操作以选择性地将尖端部件120锁定到叶片本体102。以这种方式，锁部140能够操作以选择性地将尖端部件120锁定到叶片本体102，从而防止尖端部件120相对于叶片本体102在径向方向和轴向方向上移动。在示例性实施例中，尖端部件120经由锁部140被可移除地连接到叶片本体102。
参考图3和4，在一个示例性实施例中，锁部140包括从尖端部件120延伸的突出部142和限定在叶片本体102内的槽144。在这种实施例中，限定在叶片本体102内的槽144被定尺寸，以接收从尖端部件120延伸的突出部142，从而选择性地将尖端部件120锁定到叶片本体102。
在示例性实施例中，从尖端部件120延伸的突出部142和限定在叶片本体102内的槽144具有互锁的燕尾形状。然而，预期的是，可以使用其他互锁形状，例如，任何互锁几何特征。此外，预期的是，在叶片本体102和尖端部件120之间可以使用允许尖端部件120可移除地连接到叶片本体102的任何其他连接***。
现在将讨论本公开的尖端部件120和叶片本体102之间的另一个示例性连接***。如图5和6所示，在另一个示例性实施例中，转子叶片100包括锁部150，锁部150连接到尖端部件120和叶片本体102，并且锁部150能够操作以选择性地将尖端部件120锁定到叶片本体102。以这种方式，锁部150能够操作以选择性地将尖端部件120锁定到叶片本体102，从而防止尖端部件120相对于叶片本体102在径向方向和轴向方向上移动。在示例性实施例中，尖端部件120经由锁部150被可移除地连接到叶片本体102。
参考图5和6，在一个示例性实施例中，锁部150包括从叶片本体102延伸的突出部152和限定在尖端部件120内的槽154。在这种实施例中，限定在尖端部件120内的槽154被定尺寸，以接收从叶片本体102延伸的突出部152，从而选择性地将尖端部件120锁定到叶片本体102。
在示例性实施例中，从叶片本体102延伸的突出部152和限定在尖端部件120内的槽154具有互锁的燕尾形状。然而，预期的是，可以使用其他互锁形状，例如，任何互锁几何特征。此外，预期的是，在叶片本体102和尖端部件120之间可以使用允许尖端部件120可移除地连接到叶片本体102的任何其他连接***。
现在将讨论本公开的锁部的槽的示例性构造。参考图7，在一个示例性实施例中，限定在叶片本体102内的槽144(图3和4)或限定在尖端部件120内的槽154(图5和6)可以包括线性轴向槽160。
参考图8，在另一个示例性实施例中，限定在叶片本体102内的槽144(图3和4)或限定在尖端部件120内的槽154(图5和6)可以包括球形轴向槽170。
参考图9，在又一个示例性实施例中，限定在叶片本体102内的槽144(图3和4)或限定在尖端部件120内的槽154(图5和6)可以包括线性周向槽180。此外，预期的是，可以使用本公开的槽的任何其他构造和/或几何互锁设计。
参考图2，尖端部件120具有跨度尺寸STC，并且叶片本体102具有跨度尺寸SBB。在一个示例性实施例中，尖端部件120的跨度尺寸STC是叶片本体102的跨度尺寸SBB的20％或更小。在另一个示例性实施例中，尖端部件120的跨度尺寸STC是叶片本体102的跨度尺寸SBB的15％或更小。在另一个示例性实施例中，尖端部件120的跨度尺寸STC是叶片本体102的跨度尺寸SBB的10％或更小。在另一个示例性实施例中，尖端部件120的跨度尺寸STC是叶片本体102的跨度尺寸SBB的5％或更小。还预期的是，可以使用尖端部件120相对于叶片本体102的其他形状和大小。
在本公开的示例性方面中，提供了一种用于维修转子叶片的方法，转子叶片具有用于燃气涡轮发动机的叶片本体。该方法包括当第一尖端部件损坏时，从叶片本体移除第一尖端部件；以及将第二尖端部件连接到叶片本体。
本发明的进一步的方面由以下条款的主题提供：
1.一种用于燃气涡轮发动机的转子叶片，所述转子叶片包括：由第一材料形成的叶片本体；和可移除地连接到所述叶片本体的尖端部件，所述尖端部件由不同于所述第一材料的第二材料形成。
2.根据前述条款中任一项所述的转子叶片，其中所述尖端部件限定可磨损外表面。
3.根据前述条款中任一项所述的转子叶片，进一步包括连接到所述尖端部件和所述叶片本体的锁部，所述锁部能够操作以选择性地将所述尖端部件锁定到所述叶片本体。
4.根据前述条款中任一项所述的转子叶片，其中所述锁部能够操作以选择性地将所述尖端部件锁定到所述叶片本体，从而防止所述尖端部件相对于所述叶片本体在径向方向和轴向方向上移动。
5.根据前述条款中任一项所述的转子叶片，其中所述尖端部件经由所述锁部可移除地连接到所述叶片本体。
6.根据前述条款中任一项所述的转子叶片，其中所述锁部包括：从所述尖端部件延伸的突出部；和在所述叶片本体内的槽，其中所述槽被定尺寸，以接收所述突出部，从而选择性地将所述尖端部件锁定到所述叶片本体。
7.根据前述条款中任一项所述的转子叶片，其中所述尖端部件由形状记忆合金形成。
8.根据前述条款中任一项所述的转子叶片，其中所述尖端部件的跨度尺寸是所述叶片本体的跨度尺寸的10％或更小。
9.根据前述条款中任一项所述的转子叶片，其中所述尖端部件的跨度尺寸是所述叶片本体的跨度尺寸的20％或更小。
10.根据前述条款中任一项所述的转子叶片，其中所述尖端部件的所述第二材料是比所述叶片本体的所述第一材料硬度小的材料。
11.一种燃气涡轮发动机，包括：风扇；和定位在所述风扇内的转子叶片，所述转子叶片包括：由第一材料形成的叶片本体；和可移除地连接到所述叶片本体的尖端部件，所述尖端部件由不同于所述第一材料的第二材料形成。
12.根据前述条款中任一项所述的燃气涡轮发动机，其中所述尖端部件限定可磨损外表面。
13.根据前述条款中任一项所述的燃气涡轮发动机，进一步包括连接到所述尖端部件和所述叶片本体的锁部，所述锁部能够操作以选择性地将所述尖端部件锁定到所述叶片本体。
14.根据前述条款中任一项所述的燃气涡轮发动机，其中所述锁部能够操作以选择性地将所述尖端部件锁定到所述叶片本体，从而防止所述尖端部件相对于所述叶片本体在径向方向和轴向方向上移动。
15.根据前述条款中任一项所述的燃气涡轮发动机，其中所述尖端部件经由所述锁部可移除地连接到所述叶片本体。
16.根据前述条款中任一项所述的燃气涡轮发动机，其中所述锁部包括：从所述尖端部件延伸的突出部；和在所述叶片本体内的槽，其中所述槽被定尺寸，以接收所述突出部，从而选择性地将所述尖端部件锁定到所述叶片本体。
17.根据前述条款中任一项所述的燃气涡轮发动机，其中所述尖端部件由形状记忆合金形成。
18.根据前述条款中任一项所述的燃气涡轮发动机，其中所述尖端部件的跨度尺寸是所述叶片本体的跨度尺寸的20％或更小。
19.根据前述条款中任一项所述的燃气涡轮发动机，其中所述尖端部件的所述第二材料是比所述叶片本体的所述第一材料硬度小的材料。
20.一种用于维修转子叶片的方法，所述转子叶片具有用于燃气涡轮发动机的叶片本体，所述方法包括：当第一尖端部件损坏时，从所述叶片本体移除所述第一尖端部件；和将第二尖端部件连接到所述叶片本体。
该书面描述使用示例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使本领域的任何技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何设备或***，以及执行任何结合的方法。本发明的专利范围由权利要求限定，并且可以包括本领域技术人员想到的其他示例。如果这些其他示例包括与权利要求的字面语言没有区别的结构元件，或者如果它们包括与权利要求的字面语言没有实质性差异的等效结构元件，则它们旨在在权利要求的范围内。
虽然本公开已被描述为具有示例性设计，但本公开可以在本公开的范围内进一步修改。因此，本申请旨在涵盖使用其一般原理的本公开的任何变化、使用或改编。进一步地，本申请旨在涵盖属于本公开所属领域的已知或惯常实践并落入所附权利要求的限制内的与本公开的这种偏离。

Claims (10)

1.一种用于燃气涡轮发动机的转子叶片，其特征在于，所述转子叶片包括：
由第一材料形成的叶片本体；和
可移除地连接到所述叶片本体的尖端部件，所述尖端部件由不同于所述第一材料的第二材料形成。
2.根据权利要求1所述的转子叶片，其特征在于，其中所述尖端部件限定可磨损外表面。
3.根据权利要求1所述的转子叶片，其特征在于，进一步包括连接到所述尖端部件和所述叶片本体的锁部，所述锁部能够操作以选择性地将所述尖端部件锁定到所述叶片本体。
4.根据权利要求3所述的转子叶片，其特征在于，其中所述锁部能够操作以选择性地将所述尖端部件锁定到所述叶片本体，从而防止所述尖端部件相对于所述叶片本体在径向方向和轴向方向上移动。
5.根据权利要求3所述的转子叶片，其特征在于，其中所述尖端部件经由所述锁部可移除地连接到所述叶片本体。
6.根据权利要求3所述的转子叶片，其特征在于，其中所述锁部包括：
从所述尖端部件延伸的突出部；和
在所述叶片本体内的槽，其中所述槽被定尺寸，以接收所述突出部，从而选择性地将所述尖端部件锁定到所述叶片本体。
7.根据权利要求1所述的转子叶片，其特征在于，其中所述尖端部件由形状记忆合金形成。
8.根据权利要求1所述的转子叶片，其特征在于，其中所述尖端部件的跨度尺寸是所述叶片本体的跨度尺寸的10％或更小。
9.根据权利要求1所述的转子叶片，其特征在于，其中所述尖端部件的跨度尺寸是所述叶片本体的跨度尺寸的20％或更小。
10.根据权利要求1所述的转子叶片，其特征在于，其中所述尖端部件的所述第二材料是比所述叶片本体的所述第一材料硬度小的材料。
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