用于航空發動機的雙層壁以及航空發動機葉片的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及航空發動機技術領域，尤其涉及一種用于航空發動機的雙層壁以及設置該用于航空發動機的雙層壁的航空發動機葉片。
【背景技術】
[0002]雙層壁為航空發動機上的重要結構形式。雙層壁葉片為航空發動機的重要組成部分之一。
[0003]如圖1和圖2所示，現有技術中雙層壁葉片由內外兩層壁構成，壁間為空腔12，通常在空腔12中布置擾流柱9、10、11，在內壁布置冷氣孔1、2、3、4，冷氣由內壁上的沖擊孔進入雙層壁空腔結構，再經過外壁13上的氣膜孔5、6、7、8流入主流中。
[0004]本申請人發現:現有技術至少存在以下技術問題:
[0005]由于從內層壁進入的冷卻氣流經過雙層壁內部的空腔12才會流動至外層壁形成冷卻氣膜，空腔12內的熱量提高了冷卻氣流的溫度，導致氣膜冷卻效率較低；
[0006]另外，雙層壁葉片壁厚較小，難以保證氣膜孔內流動的充分發展，這也導致氣膜冷卻效率較低。尤其是，要在雙層壁葉片上應用擴張孔結構時，孔無法充分擴張，難以發揮出擴張孔結構的優勢。
【實用新型內容】
[0007]本實用新型的至少一個目的是提出一種用于航空發動機的雙層壁以及設置該用于航空發動機的雙層壁的航空發動機葉片，解決了現有技術存在氣膜冷卻效率較低的技術問題。
[0008]本實用新型提供的諸多技術方案中的優選技術方案所能產生的諸多技術效果詳見下文闡述。
[0009]為實現上述目的，本實用新型提供了以下技術方案:
[0010]本實用新型實施例提供的用于航空發動機的雙層壁，包括第一層壁、第二層壁、擾流柱以及柱內氣膜孔，其中:
[0011]所述擾流柱介于所述第一層壁、所述第二層壁之間且與所述第一層壁、所述第二層壁連為一體；
[0012]貫穿所述第一層壁的通孔、貫穿所述擾流柱的通孔以及貫穿所述第二層壁的通孔依次連通且共同形成所述柱內氣膜孔，從所述柱內氣膜孔的出流口流出的冷卻氣流能在所述第一層壁或所述第二層壁的表面形成冷卻氣膜。
[0013]作為本實用新型前文或后文提供的任一技術方案的優化或任一優化后技術方案的優化，所述柱內氣膜孔為直線孔、曲線孔或折線孔。
[0014]作為本實用新型前文或后文提供的任一技術方案的優化或任一優化后技術方案的優化，所述柱內氣膜孔為鑄造工藝加工而成。
[0015]作為本實用新型前文或后文提供的任一技術方案的優化或任一優化后技術方案的優化，所述柱內氣膜孔接近其出流口的區段的橫截面為矩形、圓形、橢圓形或其他異形結構。
[0016]作為本實用新型前文或后文提供的任一技術方案的優化或任一優化后技術方案的優化，所述柱內氣膜孔接近其出流口的區段的導通面積大于所述柱內氣膜孔接近其入流口的區段的導通面積。
[0017]作為本實用新型前文或后文提供的任一技術方案的優化或任一優化后技術方案的優化，所述柱內氣膜孔的出流口位于所述第二層壁上，且所述出流口的出流方向與所述第二層壁上最大平面的延展方向之間存在銳角或鈍角夾角。
[0018]作為本實用新型前文或后文提供的任一技術方案的優化或任一優化后技術方案的優化，所述柱內氣膜孔的所述出流口的出流方向與主流流向之間存在銳角。
[0019]作為本實用新型前文或后文提供的任一技術方案的優化或任一優化后技術方案的優化，所述柱內氣膜孔包括至少兩個導通面積不同的區段，導通面積最大的區段位于所述第二層壁內，導通面積較小的區段位于所述第一層壁以及所述擾流柱內。
[0020]作為本實用新型前文或后文提供的任一技術方案的優化或任一優化后技術方案的優化，所述擾流柱的長度方向與所述第一層壁和/或所述第二層壁上最大平面的延展方向之間存在銳角或鈍角夾角，所述柱內氣膜孔為折線孔。
[0021 ]作為本實用新型前文或后文提供的任一技術方案的優化或任一優化后技術方案的優化，所述第一層壁上設置有第一冷氣孔，所述第二層壁上設置有第二冷氣孔，其中:
[0022]所述第一層壁、所述第二層壁與所述擾流柱三者之間的間隙與所述第一冷氣孔、所述第二冷氣孔相連通；
[0023]從所述第一冷氣孔的出流口流出的冷卻氣流能在所述第一層壁的表面形成冷卻氣膜，或者，從所述第二冷氣孔的出流口流出的冷卻氣流能在所述第二層壁的表面形成冷卻氣膜。
[0024]本實用新型實施例提供的航空發動機葉片，包括本實用新型任一技術方案提供的用于航空發動機的雙層壁，其中:
[0025]所述第一層壁形成所述航空發動機葉片的內層壁，所述第二層壁形成所述航空發動機葉片的外層壁。
[0026]基于上述技術方案，本實用新型實施例至少可以產生如下技術效果:
[0027]由于本實用新型提供的用于航空發動機的雙層壁中貫穿第一層壁的通孔、貫穿擾流柱的通孔以及貫穿第二層壁的通孔依次連通且共同形成柱內氣膜孔，從柱內氣膜孔的出流口流出的冷卻氣流能在第一層壁或第二層壁的表面形成冷卻氣膜，僅僅經過柱內氣膜孔就直接形成冷卻氣膜的冷卻氣流與現有技術中經過內層壁冷氣孔、雙層壁內部的空腔以及外層壁冷氣孔才形成冷卻氣膜的冷卻氣流相比冷卻氣流的溫度更低、流速更快，形成的冷卻氣膜的冷卻效率更高，柱內氣膜孔內流動能夠充分發展，使得氣膜冷卻效果更好，所以解決了現有技術存在氣膜冷卻效率較低的技術問題。
【附圖說明】
[0028]此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，構成本申請的一部分，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中:
[0029]圖1為現有技術中雙層壁葉片的剖視示意圖；
[0030]圖2為圖1所示雙層壁葉片的A部分的放大示意圖；
[0031]圖3為本實用新型實施例所提供的用于航空發動機的雙層壁的剖視示意圖；
[0032]圖4為圖3所示異形孔結構的柱內氣膜孔的示意圖；
[0033]圖5為圖3所示圓孔結構的柱內氣膜孔的示意圖；
[0034]圖6為本實用新型實施例一種實施方式所提供的用于航空發動機的雙層壁的柱內氣膜孔的剖視示意圖；
[0035]圖7為本實用新型實施例另一種實施方式所提供的用于航空發動機的雙層壁的柱內氣膜孔的剖視示意圖；
[0036]圖8為本實用新型實施例再一種實施方式所提供的用于航空發動機的雙層壁的柱內氣膜孔的剖視示意圖；
[0037]圖9為本實用新型實施例又一種實施方式所提供的用于航空發動機的雙層壁的柱內氣膜孔的剖視示意圖；
[0038]附圖標記:1、冷氣孔;2、冷氣孔;3、冷氣孔;4、冷氣孔;5、氣膜孔;6、氣膜孔;7、氣膜孔;8、氣膜孔;9、擾流柱；10、擾流柱；11、擾流柱；12、空腔(結構)；13、外壁；14、第一層壁；15、第二層壁;16、擾流柱；17、柱內氣膜孔;171、入流口；172、出流口；18、第一冷氣孔;19、第二冷氣孔。
【具體實施方式】
[0039]下面可以參照附圖圖1?圖9以及文字內容理解本實用新型的內容以及本實用新型與現有技術之間的區別點。下文通過附圖以及列舉本實用新型的一些可選實施例的方式，對本實用新型的技術方案(包括優選技術方案)做進一步的詳細描述。需要說明的是:本實施例中的任何技術特征、任何技術方案均是多種可選的技術特征或可選的技術方案中的一種或幾種，為了描述簡潔的需要本文件中無法窮舉本實用新型的所有可替代的技術特征以及可替代的技術方案，也不便于每個技術特征的實施方式均強調其為可選的多種實施方式之一，所以本領域技術人員應該知曉:可以將本實用新型提供的任一技術手段進行替換或將本實用新型提供的任意兩個或更多個技術手段或技術特征互相進行組合而得到新的技術方案。本實施例內的任何技術特征以及任何技術方案均不限制本實用新型的保護范圍，本實用新型的保護范圍應該包括本領域技術人員不付出創造性勞動所能想到的任何替代技術方案以及本領域技術人員將本實用新型提供的任意兩個或更多個技術手段或技術特征互相進行組合而得到的新的技術方案。
[0040]本實用新型實施例提供了一種氣膜冷卻效率高的用于航空發動機的雙層壁以及設置該用于航空發動機的雙層壁的航空發動機葉片。
[0041]下面結合圖1?圖9對本實用新型提供的技術方案進行更為詳細的闡述。
[0042]如圖3?圖9所示，本實用新型實施例所提供的用于航空發動機的雙層壁，包括第一層壁(可以為內層壁)14、第二層壁(可以為外層壁)15、擾流柱16以及柱內氣膜孔17，其中:擾流柱16介于第一層壁14、第二層壁15之間且與第一層壁14、第二層壁15連為一體；
[0043]貫穿第一層壁14的通孔、貫穿擾流柱16的通孔以及貫穿第二層壁15的通孔依次連通且共同形成柱內氣膜孔17，從柱內氣膜孔17的出流口 172流出的冷卻氣流能在第一層壁14或第二層壁15的表面形成冷卻氣膜。圖3中冷卻氣流從第一層壁14 一側(內側)吹來，在第二層壁15背離第一層壁14的一側(外側)表面形成冷卻氣膜。
[0044]由于本實用新型提供的用于航空發動機的雙層壁中貫穿第一層壁14的通孔、貫穿擾流柱16的通孔以及貫穿第二層壁15的通孔依次連通且共同形成柱內氣膜孔17，從柱內氣膜孔17的出流口 172流出的冷卻氣流能在第一層壁14或第二層壁15的表面形成冷卻氣膜，僅僅經過柱內氣膜孔17就直接形成冷卻氣膜的冷卻氣流與現有技術中經過內層壁冷氣孔、雙層壁內部的空腔以及外層壁冷氣孔才形成冷卻氣膜的冷卻氣流相比冷卻氣流的溫度更低、流速更快，柱內氣膜孔17內流動能夠充分發展，氣膜冷卻效果更好，形成的冷卻氣膜的冷卻效率更高。
[0045]作為可選地實施方式，柱內氣膜孔17為如圖6所示直線孔、曲線孔或如圖7、圖8或圖9所示折線孔。直線孔對冷卻氣流造成的氣動損失較小。曲線孔與折線孔可以將冷卻氣流的方向調整至更為貼近待冷卻表面(第一層壁14或第二層壁15的表面，優選為第二層壁15的表面)的方向。
[0046]作為可選地實施方式，