×
20.01.2018
218.016.13f4

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ЖЕСТКОСТИ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ УСИЛИВАЮЩЕЙ ДЕТАЛИ И МЕТАЛИЧЕСКАЯ УСИЛИВАЮЩАЯ ДЕТАЛЬ ТУРБОМАШИНЫ

Вид РИД

Изобретение

№ охранного документа
0002634657
Дата охранного документа
02.11.2017
Аннотация: Металлическая усиливающая деталь турбомашины для установки на переднюю кромку или заднюю кромку композитной лопатки турбомашины, такой как лопатка вентилятора турбореактивного или турбовинтового двигателя самолета, содержит усилительные средства, расположенные на сердцевине металлической усиливающей детали в полостях соединительных поверхностей двух металлических усилительных листов. Усилительные средства содержат пучок усилительных волокон, помещенный в оболочку удлиненной формы для удержания и защиты волокон. При изготовлении металлической усиливающей детали формируют первый и второй металлические усилительные листы, каждый из которых содержит первую часть, соответствующую первой массивной части металлической усиливающей детали, и вторую часть, соответствующую губке металлической усиливающей детали, причем указанная первая часть содержит соединительную поверхность. Выполняют полость в каждой соединительной поверхности первого и второго листов металлической усиливающей детали. Укладывают в полость усилительные средства, выполненные в виде пучка усилительных волокон, помещенного в оболочку удлиненной формы для удержания и защиты волокон. Соединяют первый и второй листы диффузионной сваркой. Группа изобретений позволяет повысить прочность металлической усиливающей детали турбомашины без существенного увеличения ее веса. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 8 ил.

Настоящее изобретение касается способа повышения жесткости металлической усиливающей детали турбомашины, выполненной соединением двух частей, например, диффузионной сваркой. Для уменьшения веса и стоимости лопаток вентилятора турбомашины последние обычно выполняют из композитного материала. Лопатки вентилятора должны противостоять напряжениям и значительным ударам, вызываемым скоростью их вращения и столкновениями с частицами или посторонними телами, способными проникнуть в поток воздуха. Для этого композитные лопатки защищены на уровне их передних и/или задних кромок металлическими усиливающими деталями, приклеенными на лопасти лопаток.

Документ ЕР 1574270-А1, принадлежащий Заявителю, описывает способ изготовления усиливающих деталей диффузионной сваркой и суперпластическим формованием SPF/DB (Super Plasting Forming/Diffusion Bonding), включающий операции:

- сварки двух листов между собой диффузионной сваркой для получения заготовки, при этом часть листов покрыта антидиффузионным составом для исключения сварки в определенных зонах;

- изгиба и скручивания заготовки,

- надувания заготовки для ее суперпластического формирования,

- разрезания заготовки для получения усиления.

Этот способ не позволяет точно контролировать внутреннюю форму полости усиления. В частности, зоны соединения листов образуют зоны концентрации напряжений и инициирования разрыва, разрушающего усиление.

Существует необходимость улучшения механической прочности усиливающей детали для защиты лопаток из композитного материала от попадания внутрь тяжелых посторонних предметов, таких как птицы, без значительного увеличения массы усиливающей детали.

Задачей изобретения является, в частности, простое, эффективное и экономичное решение этой проблемы.

Для решения задачи предлагается способ повышения жесткости металлической усиливающей детали, предназначенной для установки на передней или задней кромке композитной лопатки вентилятора турбореактивного или турбовинтового двигателя самолета, выполненной соединением двух частей, включающий следующие операции:

- выполняют по меньшей мере одну полость в каждой из соединительных поверхностей двух частей детали,

- укладывают по меньшей мере частично усилительные средства удлиненной формы в упомянутой полости,

- соединяют два металлических усилительных листа детали диффузионной сваркой.

Установка усилительных средств в детали позволяет улучшить ее механические характеристики без значительного увеличения ее массы. Предпочтительно усилительные средства содержат, по меньшей мере, пучок усилительных волокон, окруженных оболочкой для удержания и защиты волокон.

Оболочка позволяет удержать волокна в нужном положении полости и исключить их разрыв при соединении двух частей.

В соответствии с характеристикой изобретения волокна являются керамическими, например, из карбида кремния.

Оболочка и детали могут быть металлическими, например, из сплава на основе титана, а волокна могут быть покрыты металлическим материалом, например сплавом на основе титана.

Предпочтительно покрытие волокон, оболочки и двух деталей выполнено из одного материала, а обе детали соединены диффузионной сваркой таким образом, что после диффузии деталь представляет собой гомогенную металлическую основу, в которую вставлены усилительные волокна.

В соответствии с вариантом осуществления изобретения оболочка выполнена путем тканья волокон, которые имеют ту же природу, что и волокна усиления либо иную природу.

Перед установкой в упомянутую полость одной из частей средства усиления могут быть отформованы для принятия формы этой полости. Это облегчает установку на место средств усиления в полости перед соединением частей.

Для облегчения установки пучка волокон в оболочку сечение пучка волокон может быть меньше или равно 95% сечения оболочки. Изобретение может использоваться для других деталей турбомашины, таких как, например, кожухи с усиленными зонами.

Изобретение касается, кроме того, металлической усиливающей детали турбомашины, полученной вышеуказанным способом, причем указанная металлическая усиливающая деталь содержит усилительные средства, расположенные на сердцевине детали в полостях соединительных поверхностей двух металлических усилительных листов детали. В дальнейшем изобретение поясняется нижеследующим описанием, не являющимся ограничительным, со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых:

- фиг. 1 изображает вид в изометрии части усиливающей детали, устанавливаемой на передней кромки или задней кромки лопатки турбомашины, выполненной соединением двух листов по известному уровню техники;

- фиг. 2-4 схематично изображают виды части усилительных средств в соответствии с тремя вариантами осуществления изобретения,

- фиг. 5 изображает вид в изометрии части одного из листов по изобретению перед установкой усилительных средств,

- фиг. 6 изображает вид, соответствующий фиг. 5, после установки усилительных средств,

- фиг. 7 изображает вид в изометрии части одного из листов, в которую вставлены усилительные средства,

- фиг. 8 схематично изображает вид листа, в который вставлены усилительные средства.

Фиг. 1 изображает металлическую усиливающую деталь 1 из известного уровня техники, выполненную путем соединения двух листов 2, 3. Усиливающая деталь 1 предназначена для установки на передней кромке или на задней кромке композитной лопатки вентилятора турбореактивного двигатель или турбовинтового двигателя самолета. Усиливающая деталь 1 имеет профилированную форму и содержит спереди массивную часть 4, продолженную двумя губками 5, предназначенными для наложения и приклеивания соответственно на внутреннюю поверхность и спинку лопатки вентилятора из композитного материала. Лопатки вентилятора из композитного материала выполнены обычным способом типа RTM ("Resin Transfer Moulding").

Каждый усилительный лист 1 содержит соединительную поверхность 6, предназначенную для наложения на поверхность идентичного соединения другого листа в процессе их соединения. Когда оба металлических усилительных листа 2, 3 выполнены из одного материала, например из сплава титана, и соединены между собой диффузионной сваркой, материал одного из листов может диффундировать в другой лист, и наоборот, таким образом, что плоскость соединения двух листов после соединения невидима или мало заметна.

Хотя только малая часть усиления 1 представлена на фиг. 1, усиливающая деталь простирается по всей длине лопатки (которая обычно составляет от 0,5 до 1 метра) и принимает форму профиля последней. Хотя такая лопатка может быть изогнута и скручена, усиливающая деталь 1 должна совмещаться с передней кромкой или задней кромкой соответствующей лопатки.

Изобретение направлено на улучшение механических характеристик усиливающей детали 1.

Для этого полости 7 выполнены, например, механической обработкой или штамповкой в поверхностях соединения 6 листов 2, 3 усиливающей детали на большей части длины листов 2, 3 (см. фиг. 5-7). Эти полости 7 выполнены в зонах, предназначенных для образования после соединения массивной части 4 усиливающей детали 1.

Одна или несколько полостей 7 могут быть выполнены в каждой из соединительных поверхностей металлических усилительных листов 2, 3 усиливающей детали, при этом полости 7 расположены напротив одни других после соединения упомянутых металлических усилительных листов 2, 3.

Усиливающая деталь 1 дополнительно содержит одну или несколько оболочек 8, внутрь которых вставлены один или несколько пучков волокон 9, при этом система предназначена для того, чтобы принимать форму одной или нескольких полостей 7 перед введением в одну или несколько полостей 7 металлических усилительных листов 2, 3 усиливающей детали.

На фиг. 5-6 части усиливающей детали, выполненные в виде металлических усилительных листов 2, 3, являются, по существу, плоскими. Эти металлические усилительные листы 2, 3 включают изогнутые зоны или части, изображенные на фиг. 7 и 8. Сечение оболочки 8 может быть, например, кольцевым (фиг. 2) или овальным (фиг. 3), при этом внутренний диаметр оболочки 8 составляет от 3 до 12 мм.

Волокна 9, оболочка 8 и полости 7 простираются вдоль усиливающей детали 1 по длине, составляющей от 0,5 до 1 м.

Волокна 9 выполнены из керамики, например карбида кремния (SiC), и покрыты сплавом на основе титана, например, способом нанесения покрытия, известным, в частности, из документа WO-A1-2010/136687. Оболочка 8 и металлические усилительные листы 2, 3 усиливающей детали также выполнены из сплава на основе титана. Эти элементы, например, изготовлены из TA6V, Т40 или TA3V2.5.

В качестве варианта, оболочка 8 выполнена тканьем волокон 10 той же природы, что и волокна усиления 9 или иной природы. Волокна 10, служащие для тканья оболочки 8, выполнены из сплава на основе титана или из карбида кремния.

Сечение пучка волокон 9 выбирают меньшим или равным 95% сечения оболочки 8, так чтобы пучок мог быть легко вставлен внутрь оболочки 8 .

По мере размещения одной или нескольких оболочек в одной или нескольких соответствующих полостях 7 одного 3 из металлических усилительных листов 2, 3 усиливающей детали волокна удерживаются в оболочке 8, причем оба металлических усилительных листа 2, 3 могут быть соединены между собой их соединительными плоскостями 6. Оболочки 8, таким образом, вставляются в полости 7 другого листа 7. Целостность волокон 9 сохраняется оболочками 8, которые их защищают и удерживают в процессе соединения.

При этом соединении оба металлических усилительных листа 2, 3 усиливающей детали свариваются между собой диффузионной сваркой, при этом соединение может быть также выполнено изостатическим прессованием в горячем состоянии вокруг сердечника. Эти способы известны из предшествующего уровня техники и в данном случае не рассматриваются. В частности, в документе ЕР 1574270, принадлежащем Заявителю, описан способ изготовления усиливающей детали, включающий операцию диффузионной сварки.

В процессе диффузионной сварки титан, имеющийся в покрытии волокон 9, в одной или нескольких оболочках 8 и в металлических усилительных листах 2, 3 усиливающей детали, диффундирует из одного элемента в другой таким образом, что после диффузии усиливающая деталь 1 содержит гомогенную металлическую основу, в которую вставлены волокна 9. Это придает усилению 1 механические свойства, повышенные примерно на 50% по сравнению с механическими свойствами усиливающей детали из известного уровня техники.


СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ЖЕСТКОСТИ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ УСИЛИВАЮЩЕЙ ДЕТАЛИ И МЕТАЛИЧЕСКАЯ УСИЛИВАЮЩАЯ ДЕТАЛЬ ТУРБОМАШИНЫ
СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ЖЕСТКОСТИ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ УСИЛИВАЮЩЕЙ ДЕТАЛИ И МЕТАЛИЧЕСКАЯ УСИЛИВАЮЩАЯ ДЕТАЛЬ ТУРБОМАШИНЫ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 691-700 из 928.
09.06.2018
№218.016.5c24

Машина для ткачества или намотки волокнистой структуры и обеспечение возможности обследования пороков посредством анализа изображений

43 Изобретение относится к области технологических операций в текстильном производстве. Способ предусматривает определение пороков ткачества на машине для ткачества или машине для намотки волокнистой предварительной заготовки на оправку. Оправка имеет ось вращения. Ось вращения является, по...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002655816
Дата охранного документа: 29.05.2018
09.06.2018
№218.016.5c8d

Испытательный стенд эмс, включающий в себя испытываемое оборудование, предназначенное для установки на летательном аппарате

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в испытываемом оборудовании (SRT), установленном на летательном аппарате. Технический результат состоит в обеспечении защищенности оборудования на летательных объектах. Для этого испытательный стенд ЭМС включает в себя: испытываемое...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002656095
Дата охранного документа: 31.05.2018
09.06.2018
№218.016.5d3a

Покрытие из истираемого материала с низкой поверхностной шероховатостью

Изобретение относится истираемому покрытию для газотурбинного двигателя. Газотурбинный двигатель, имеющий истираемое покрытие на внутренней поверхности статора, содержит по меньшей мере одну деталь статора, внутри или напротив которой расположена деталь ротора, выполненная с возможностью...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002656116
Дата охранного документа: 01.06.2018
09.06.2018
№218.016.5f21

Газотурбинный двигатель, содержащий композитную деталь и металлическую деталь, связанные устройством упругого крепления

Газотурбинный двигатель содержит аксиальный кожух турбины низкого давления из металлического материала, на выходе которого установлен аксиальный выхлопной кожух из композитного материала, а также устройство упругого крепления, связывающее указанные кожухи между собой, элемент гибкой связи и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002656514
Дата охранного документа: 05.06.2018
09.06.2018
№218.016.5f45

Способ и система коррекции цифровой модели

Способ коррекции базовой цифровой модели (5), например, для регулирования турбореактивного двигателя, содержит: этап (Е10) обнаружения стабильного состояния по меньшей мере одного первого параметра (Т25) указанной модели, причем этот первый параметр характеризует сигнал, выдаваемый датчиком...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002656791
Дата охранного документа: 06.06.2018
11.06.2018
№218.016.60bf

Устройство герметичного уплотнения для газотурбинного двигателя, содержащее средства смазки щеточного уплотнения

Изобретение относится к устройству (10) герметичного соединения для газотурбинного двигателя, содержащему щеточное уплотнение (1), образованное множеством уплотнительных волосков, окружающих сердечник, запорный кожух (3), содержащий участок, в который по меньшей мере частично заходит щеточное...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002657025
Дата охранного документа: 08.06.2018
11.06.2018
№218.016.60e2

Устройство для создания избыточного давления в топливном баке ракетного двигателя

Изобретение относится к наддуву топливных баков ракетного двигателя. Устройство содержит основной нагреватель (58), приспособленный для нагревания компонента ракетного топлива, поступающего из бака (16) перед его возвращением в этот бак. Основной нагреватель (58) использует теплоту сгорания от...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002657056
Дата охранного документа: 08.06.2018
11.06.2018
№218.016.60f3

Капот турбинного двигателя, способный накрывать конус вентилятора

Изобретение относится к капоту (20) газотурбинного двигателя, способному накрывать конус (24) вентилятора. Упомянутый капот содержит крепежное средство (27, 32, 36), способное входить в зацепление с соединительным средством (28, 33, 39) упомянутого конуса (24), чтобы удерживать упомянутый капот...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002657107
Дата охранного документа: 08.06.2018
11.06.2018
№218.016.6136

Цапфа для турбины высокого давления и турбореактивный двигатель, включающий в себя такую цапфу

Цапфа для турбины высокого давления выполнена с возможностью установки между валом турбины низкого давления и внутренней поверхностью опоры уплотнения турбины низкого давления и содержит удлинение для сбрасывания капель и углубление. Удлинение для сбрасывания капель расположено так, что оно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002657105
Дата охранного документа: 08.06.2018
14.06.2018
№218.016.61c9

Топливная система с многоканальными форсунками для газотурбинного двигателя и соответствующий способ регулирования

Изобретение относится к топливной системе газотурбинного двигателя, содержащей контрольный контур, главный контур, регулятор расхода, выполненный с возможностью регулирования расхода топлива в контрольном и главном контуре в зависимости от режима работы газотурбинного двигателя, и продувочный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002657402
Дата охранного документа: 13.06.2018
Показаны записи 661-668 из 668.
04.04.2018
№218.016.33db

Система впрыска топлива для камеры сгорания турбомашины, содержащей кольцевую стенку с сужающимся внутренним профилем

Изобретение относится главным образом к системе впрыска топливовоздушной смеси в днище кольцевой камеры сгорания турбомашины, которая включает по меньшей мере два топливных форсуночных устройства, одно из которых - центральная форсунка (26) и второе - кольцевая периферическая форсунка (43),...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002645801
Дата охранного документа: 28.02.2018
04.04.2018
№218.016.3446

Держатель трубы для отвода воздуха в турбогенераторе

Изобретение относится к держателю трубы для отвода насыщенного маслом воздуха турбогенератора. Держатель (5), выполненный с возможностью удержания трубы (4) для отвода насыщенного маслом воздуха турбогенератора, содержащий внутреннюю кольцевую в радиальном направлении часть (9, 10), выполненную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002646167
Дата охранного документа: 01.03.2018
04.04.2018
№218.016.345d

Лопатка турбомашины, содержащая накладку, защищающую торец лопатки

Лопатка ротора турбомашины содержит простирающуюся радиально рабочую часть и накладку, закрывающую торец рабочей части. Накладка образована первой частью, радиально закрывающей торец лопатки, и второй частью, частично закрывающей корыто лопатки. Первая часть накладки имеет боковину,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002646168
Дата охранного документа: 01.03.2018
04.04.2018
№218.016.350a

Инструмент для отвинчивания соединительной гайки модульного ротора газотурбинного двигателя

Инструмент для отвинчивания соединительной гайки ротора модуля газотурбинного двигателя содержит трубчатый элемент, поперечный диск, механизм привода пальцев относительно поперечного диска и осевые стержни. Трубчатый элемент снабжен несколькими пальцами, радиально подвижными между первым...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002645874
Дата охранного документа: 28.02.2018
04.04.2018
№218.016.352e

Способ сборки приводного силового гидроцилиндра и приводной силовой гидроцилиндр

Узел турбомашины содержит компрессор низкого давления, компрессор высокого давления, промежуточный корпус, размещенный между ними, клапан перепуска воздуха и приводной силовой гидроцилиндр клапана перепуска воздуха. Клапан перепуска воздуха расположен между компрессором низкого давления и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002645945
Дата охранного документа: 28.02.2018
04.04.2018
№218.016.3581

Отвинчивающая инструментальная оснастка и способ отвинчивания соединительной гайки

Отвинчивающая инструментальная оснастка для отвинчивания соединительной гайки ротора модуля турбореактивного двигателя содержит передний отвинчивающий инструмент и предотвращающий вращение инструмент, предназначенный для блокирования любого вращательного движения ротора вокруг его оси....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002645853
Дата охранного документа: 28.02.2018
04.04.2018
№218.016.373a

Способ изготовления компонента с истираемым покрытием

Изобретение относится к способу изготовления детали с покрытием из истираемого материала, при этом изготовленная деталь может представлять собой корпус турбомашины, внутренняя поверхность которого в радиальном направлении по меньшей мере частично покрыта истираемым покрытием. При осуществлении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002646656
Дата охранного документа: 06.03.2018
10.05.2018
№218.016.3dd9

Устройство и способ изготовления заготовок

Изобретение относится к способам изготовления пустотелых компонентов турбомашины. Способ включает позиционирование листового материала тканого волокна на основании, которое снабжено продольной оформляющей полостью. Далее позиционируют оправку в этой полости так, чтобы зажать указанный листовой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002648322
Дата охранного документа: 23.03.2018
+ добавить свой РИД