一种航空发动机涡轮导向器导叶的制作方法

本申请属于航空发动机涡轮导向器导叶设计，具体涉及一种航空发动机涡轮导向器导叶。

背景技术：

1、航空发动机在研制过程中，由于性能计算的某种不确定性，如计算模型简化、计算本身的误差等，和加工装配过程中的误差，必然造成涡轮导向器面积首次装配要求与实际试车过程中需要的面积有差距，这就要求导向器面积必须设计得可调整，以满足总体性能的要求。

2、涡轮导向器面积的调整常用的方法是在研制阶段设计制造大、中、小三种不同面积的导叶，中面积的导叶满足设计点要求，参见图1中设计位置，偏大和偏小面积的导叶则用于实际试车过程中满足转差和性能提出的组别需求。

3、由于涡轮导向器导叶对进气攻角的变化不是十分敏感，可作一定程度的调整，采用改变叶型安装角的方法来改变导叶的面积，三种面积的导叶共用同一种毛料，由工装夹具保证叶身与缘板的角度关系。

4、当前，涡轮导向器导叶组别的变化主要采用以下两种方式实现：

5、一种是导叶叶身、缘板一体成型整体铸造，大、中、小不同面积的导叶分别用模具加工；

6、另一种导叶分体铸造，叶身、缘板焊接组合，如图2所示，在叶身上设计能包含大、小组别导叶转动角度的安装头，如图3所示，安装头轮廓线为组别活块包容线，其模具活块设计，依据发动机性能需求，只需转动安装头模具角度，即可制造出对应组别的叶片，而无需新投模具，可减少铸造模具个数，缩短加工周期，该种技术方案在实际应用中存在以下缺陷：

7、1)安装头轮廓度、缘板型孔孔型各自有公差偏差，装配时若干涉或者焊接间隙不够，常常需要局部修磨后组装，焊接组装时会出现叶身与缘板在焊接处有台阶差，形成叶身近端壁r区凹陷，如图4所示，该凹陷会加强前缘端壁马蹄涡强度，加剧马蹄涡影响的导叶损坏；

8、2)对于低稠度、大弦长缘板，即使很好地控制缘板型面变形，但是仍然不可避免的会有轮廓度公差，使缘板型面偏离理论型面，如图5所示的缘板型面ⅰ、缘板型面ⅱ，致使叶身近端壁r区型面与缘板型面偏差，造成型面曲线不光顺，导致缘板近壁面气动损失增加。

9、3)随着导叶耐温技术的升高，叶身内冷却通道结构向毫米甚至微米级别发展，且趋向于使用单晶铸造，安装头成型在叶身上，因为铸造尺寸的量级差异，会给叶身单晶生长、单晶完整性铸造带来极大难度，导致单晶叶身合格率较低。

10、鉴于上述技术缺陷的存在提出本申请。

11、需注意的是，以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

技术实现思路

1、本申请的目的是提供一种航空发动机涡轮导向器导叶，以克服或减轻已知存在的至少一方面的技术缺陷。

2、本申请的技术方案是：

3、一种航空发动机涡轮导向器导叶，包括：两个缘板、两个安装头以及叶身，其中：

4、叶身具有大、中、小面积三个组别；

5、两个安装头能够包容大、中、小面积三个组别的叶身；

6、叶身的叶根、叶尖能够分别插入到一个安装头中，与安装头间焊接连接；

7、两个缘板上具有型孔；

8、每个安装头对应一体成型在一个型孔中。

9、根据本申请的至少一个实施例，上述的航空发动机涡轮导向器导叶中，两个安装头与对应的缘板间一体铸造成型。

10、根据本申请的至少一个实施例，上述的航空发动机涡轮导向器导叶中，叶身内设计有冷却通道。

11、本申请至少存在以下有益技术效果：

12、提供一种航空发动机涡轮导向器导叶，其设计安装头对应铸造成型在缘板的型孔中，可有效减少变组别加工模具，降低生产成本，且叶身上没有安装头，与缘板焊接位置不受修磨影响，焊接组装时叶身无论在径向方向如何错位，在叶身近端壁r区均不会有凹陷，如图7所示，可有效降低马蹄涡影响的导叶损坏风险，此外，对于低稠度、大弦长缘板，即使存在轮廓度公差，也不会有型面曲线不光顺的问题，保证导叶的气动性能，如图8所示。

13、对于上述实施例公开的航空发动机涡轮导向器导叶，领域内技术人员还可以理解的是，其设计安装头对应铸造成型缘板的型孔中缘板接近平板结构，冷却结构类型少，铸造难度低，合格率高，缘板结构尺寸偏大，与安装头尺寸相当，铸造尺寸不会存在量级差异，叶身内冷却通道铸造结构尺寸为同一量级，与安装头分开设计，可降低单晶微尺寸冷却叶身铸造难度降低，有利于叶身单晶生长、提高单晶铸造完整性合格率。

14、上述的航空发动机涡轮导向器导叶，设计安装头对应铸造成型缘板的型孔中缘板接近平板结构，冷却结构类型少，铸造难度低，合格率高，缘板结构尺寸偏大，与安装头尺寸相当，铸造尺寸不会存在量级差异，叶身内冷却通道铸造结构尺寸为同一量级，与安装头分开设计，可降低单晶微尺寸冷却叶身铸造难度降低，有利于叶身单晶生长、提高单晶铸造完整性合格率。

技术特征：

1.一种航空发动机涡轮导向器导叶，其特征在于，包括：两个缘板、两个安装头以及叶身，其中：

2.根据权利要求1所述的航空发动机涡轮导向器导叶，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的航空发动机涡轮导向器导叶，其特征在于，

技术总结
本申请属于航空发动机涡轮导向器导叶设计技术领域，具体涉及一种航空发动机涡轮导向器导叶，包括：两个缘板、两个安装头以及叶身，其中：叶身具有大、中、小面积三个组别；两个安装头能够包容大、中、小面积三个组别的叶身；叶身的叶根、叶尖能够分别插入到一个安装头中，与安装头间焊接连接；两个缘板上具有型孔；每个安装头对应一体成型在一个型孔中。

技术研发人员：宋伟,师俊东,张志强,韩绪军,贺佳慧,丁勇峰,王鹏,郦志俊,刘日晨
受保护的技术使用者：中国航发沈阳发动机研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13