Procedimiento para la concepción de una turbina de un grupo motopropulsor aeronautico.

Procedimiento para la concepción de una turbina, especialmente para una turbina de baja presión ó de una turbina de gas,

sobre todo para un grupo motopropulsor aeronáutico y con varias fases que en el sentido axial están dispuestas una detrás de la otra en dirección de la impulsión de la turbina; en este caso, cada fase está constituida por una estacionaria corona de paletas de guía, que comprende varias paletas de guía fijas, y por una rotatoria corona de alabes de rodete, que comprende varios alabes de rodete rotatorios, y cada una de las fases está caracterizada por un parámetro de la relación entre paletas y alabes ó de la ratio "vane-to-blade", que representa la relación entre el número de paletas de guía y el número de alabes de rodete dentro de una misma fase; procedimiento éste que está caracterizado porque por lo menos una de las fases de la turbina está concebida de tal manera que el parámetro de la relación paletas/alabes de la fase se encuentra - a unas condiciones de trabajo de la turbina, las cuales son críticas en cuanto a la generación de ruidos - entre un límite de corte inferior para el modo k = -1 de la frecuencia de paso de álabe (BPF) de esta fase y un límite de corte superior para el modo k = -2 de la frecuencia de paso de álabe (BPF) de esta misma fase.

Procedimiento para la concepción de una turbina de un grupo motopropulsor aeronáutico.

(0001) La presente invención se refiere a un procedimiento para la concepción de una turbina, especialmente para una turbina de baja presión ó de una turbina de gas, sobre todo para un grupo motopropulsor aeronáutico y conforme a lo indicado en el preámbulo de la reivindicación de patente 1) .

(0002) Las turbinas de gas, sobre todo los grupos motor propulsores aeronáuticos, se componen de varios grupos de construcción, concretamente, y entre otros elementos, de por lo menos um compresor, preferentemente de un compresor de baja presión y de un compresor de alta presión; de una cámara de combustión; así como de por lo menos una turbina, sobre todo de una turbina de alta presión y de una turbina de baja presión. En este caso, el compresor y la turbina del grupo motopropulsor aeronáutico comprenden, de forma preferente, varias fases que están dispuestas una detrás de la otra en el sentido axial y en la dirección de impulsión. Cada una de las fases está constituida entonces por una estacionaria corona de paletas de guía y por una rotatoria corona de alabes de rodete, poseyendo la estacionaria corona de paletas de guía varias paletas de guía fijas, mientras que la rotatoria corona de alabes de rodete comprende varios alabes de rodete rotatorios. Cada fase está caracterizada por un parámetro que indica la relación entre el número de palets de guía y el número de alabes de rodete dentro de la fase. Este parámetro también es conocido como la relación paleta/alabe (ó vane-to-blade-ratio V/B) .

(0003) Especialmente la turbina de baja presión de un grupo motor propulsor aeronáutico constituye una fuente de ruidos que no es desdeñable. Resulta que una turbina de baja presión emite los ruidos sobre todo a unas frecuencias que representan un múltiplo, de números enteros, de la llamada frecuencia de paso de álabe (bladepassing-frequency ó BPF) . Esta frecuencia de paso der álabe de una fase es la frecuencia con la que los alabes de rodete rotatorios de la fase giran por el lado de una paleta de guía fija dentro de la fase correspondiente..

(0004) Con el fin de reducir al mínimo la radiación de ruidos de la turbina de baja presión de un grupo motopropulsor aeronáutico, según el estado de la técnica ya es conocido fijar la relación entre paletas y alabes de aquellas fases de la turbina de baja presión, las cuales están posicionadas corriente abajo, a un valor de aproximadamente 1, 5 para de este modo poder amortiguar los ruidos a la frecuencia de paso del álabe.

(0005) Por consiguiente, la Patente Núm. A - 3 194 487 de los Estados Unidos revela un compresor con una radiación mínima de ruidos; a este efecto, las fases - que en el sentido axial están situadas una detrás de la otra, y las mismas se componen de varias paletas de guía estacionarias (corona de paletas de guía) así como de varios alabes de rodete rotatorios (corona de alabes de rodete) - están caracterizadas por un parámetro de la relación entre paletas y alabes.

(0006) La Patente Alemana Núm. DE 42 28 918 A1 indica una forma de disposición de paletas con un reducido nivel de ruidos, en la que el número de las paletas de guía para una determinada cantidad de alabes de rodete es elegido de tal manera que puedan ser obtenidos los mismos valores de una relación de corte para por lo menos dos armónicas de la frecuencia de los alabes.

(0007) A pesar de estas medidas constructivas, conocidas según el estado de la técnica, es así que las actualmente conocidas turbinas de baja presión de los grupos motopropulsores aeronáuticos siguen teniendo - a 45 unas condiciones de trabajo críticas en cuanto a la generación de ruidos, sobre todo al tratarse de vuelos de aproximación de un avión ó durante el desplazamiento del avión sobre las pistas de un aeropuerto - un muy elevado nivel de ruidos.

(0008) Partiendo de esta base, la presente invención tiene el objeto de proporcionar un novedoso procedimiento para la concepción de una turbina, sobre todo de una turbina de baja presión ó de una turbina de gas, especialmente para un grupo motopropulsor aeronáutico.

(0009) De acuerdo con la presente invención, este objeto se consigue por medio de un procedimiento que está indicado en la reivindicación de la patente 1) . Conforme a la presente invención, por lo menos una de las fases de 55 la turbina está concebida de tal manera que el parámetro de relación paletas/alabes de la misma se encuentre - a unas condiciones de trabajo de la turbina, las cuales son críticas en cuanto a la generación de ruidos -entre un límite inferior de corte para el modo k = -1 de la frecuencia de paso de álabe (BPF) de esta fase y un límite superior de corte para el modo k = -2 de la frecuencia de paso de álabe (BPF) de esta misma fase.

(0010) A través del principio de construcción según la presente invención para una turbina de un grupo motopropulsor aeronáutico existe la posibilidad de reducir claramente el nivel de los ruidos producidos por la turbina. Por consiguiente, por medio de la presente invención puede ser reducida claramente la radiación de ruidos, producidos dentro de la gama de la llamada frecuencia de paso del álabe (BPF) .

65 (0011) Según una preferida ampliación de la forma de realización de la presente invención es así que por lo menos una de las fases de la turbina está concebida de tal manera que el parámetro de relación paletas/alabes de la misma se encuentre - a unas condiciones de trabajo de la turbina, las cuales son críticas en cuanto a la generación de ruidos - entre un límite inferior de corte para el modo k = -1 de la doble frecuencia de paso de álabe (2BPF) de esta fase y un límite superior de corte para el modo k = -2 de la doble frecuencia de paso de álabe (2BPF) de esta misma fase.

(0012) Mediante esta preferida ampliación de la forma de realización de la presente invención existe la posibilidad 5 de reducir también la radiación de los ruidos con unas frecuencias que corresponden al doble de la llamada frecuencia de paso del álabe.

(0013) Según otra preferida ampliación de la forma de realización de la presente invención resulta que por lo menos una de las fases de la turbina, las cuales están situadas corriente arriba y en dirección de la impulsión, está concebida de tal manera que el parámetro de relación paletas/alabes de la misma se encuentre - a unas condiciones de trabajo de la turbina, las cuales son críticas en cuanto a la generación de ruidos - entre un límite inferior de corte para el modo k = -1 de la frecuencia de paso de álabe (BPF) de esta fase y un límite superior de corte para el modo k = -2 de la frecuencia de paso de álabe (BPF) de estas misma fase, y, además, por lo menos una de las fases de la turbina, las cuales están situadas corriente abajo y en dirección de la impulsión, está

concebida de tal manera que el parámetro de relación paletas/alabes de la misma se encuentre - a unas condiciones de trabajo de la turbina, las cuales son críticas en cuanto a la generación de ruidos - entre un límite inferior de corte para el modo k = -1 de la doble frecuencia de paso de álabe (2BPF) de esta fase y un límite superior de corte para el modo k= -2 de la doble frecuencia de paso de álabe (2BPF) de esta misma fase.

(0014) Otras preferidas ampliaciones de la forma de realización de la presente invención pueden ser apreciadas en las reivindicaciones secundarias así como en la descripción, relacionada a continuación. Algunos ejemplos para la realización de la presente invención se explican con más detalles a través de los planos adjuntos, pero sin que estos ejemplos estén limitados a estos planos, en los cuales:

La Figura 1 muestra un diagrama explicativo de la concepción según la presente invención de las fases de una turbina conforme a la relación paletas/alabes y con vista a los modos k = -1 y k = -2 de la frecuencia de paso de álabe (BPF) ; mientras que La Figura 2 indica un diagrama explicativo de la concepción según la presente invención de las fases de una turbina conforme a la relación paletas/alabes y con vista a los modos k = -1, k = -2 y k = -3 de la doble frecuencia de paso de álabe (2BPF) .

(0015) A continuación, la presente invención se describe con mayor detalle, haciendo para ello referencia a las Figuras 1 y 2.

(0016) La presente invención proporciona un principio para la construcción ó el diseño en cuanto a la concepción de las... [Seguir leyendo]

1ª. Procedimiento para la concepción de una turbina, especialmente para una turbina de baja presión ó de una turbina de gas, sobre todo para un grupo motopropulsor aeronáutico y con varias fases que en el sentido axial están dispuestas una detrás de la otra en dirección de la impulsión de la turbina; en este caso, cada fase está constituida por una estacionaria corona de paletas de guía, que comprende varias paletas de guía fijas, y por una rotatoria corona de alabes de rodete, que comprende varios alabes de rodete rotatorios, y cada una de las fases está caracterizada por un parámetro de la relación entre paletas y alabes ó de la ratio "vane-to-blade", que representa la relación entre el número de paletas de guía y el número de alabes de rodete dentro de una misma fase; procedimiento éste que está caracterizado porque por lo menos una de las fases de la turbina está concebida de tal manera que el parámetro de la relación paletas/alabes de la fase se encuentra - a unas condiciones de trabajo de la turbina, las cuales son críticas en cuanto a la generación de ruidos - entre un límite de corte inferior para el modo k = -1 de la frecuencia de paso de álabe (BPF) de esta fase y un límite de corte superior para el modo k = -2 de la frecuencia de paso de álabe (BPF) de esta misma fase.

2ª. Procedimiento conforme a la reivindicación 1) y caracterizado porque por lo menos una de las fases de la turbina, las cuales están dispuestas corriente arriba en la dirección de impulsión, está concebida de tal manera que el parámetro de la relación paletas/alabes de esta fase se encuentre - a unas condiciones de trabajo de la turbina, las cuales son críticas en cuanto a la generación de ruidos - entre un límite de corte inferior para el modo k = -1 de la frecuencia de paso de álabe (BPF) de esta fase y un límite de corte superior para el modo k = -2 de la frecuencia de paso de álabe (BPF) de esta misma fase.

3ª. Procedimiento conforme a la reivindicación 2) y caracterizado porque por lo menos una de las fases de la turbina, las cuales están dispuestas corriente arriba en la dirección de impulsión, está concebida de tal manera que el parámetro de la relación paletas/alabes de esta fase se encuentre entre 0, 6 y 0, 8.

4ª. Procedimiento conforme a la reivindicación 3) y caracterizado porque el parámetro de la relación paletas/alabes de esta fase es concebido con aproximadamente 0, 7.

5ª. Procedimiento conforme a una ó a varias de las reivindicaciones 1) hasta 4) y caracterizado porque por lo menos una de las fases de la turbina está concebida de tal manera que el parámetro de la relación paletas/alabes de la misma se encuentre - a unas condiciones de trabajo de la turbina, las cuales son críticas en cuanto a la generación de ruidos - entre un límite de corte inferior para el modo k = -1 de la doble frecuencia de paso de álabe (2BPF) de esta fase y un límite de corte superior para el modo k = -2 de la doble frecuencia de paso de álabe (2BPF) de esta misma fase.

6ª. Procedimiento conforme a la reivindicación 5) y caracterizado porque por lo menos una de las fases de la turbina, las cuales están dispuestas corriente abajo en la dirección de impulsión, está concebida de tal manera que el parámetro de la relación paletas/alabes de la misma se encuentre - a unas condiciones de trabajo de la turbina, las cuales son críticas en cuanto a la generación de ruidos - entre un límite de corte inferior para el modo k = -1 de la doble frecuencia de paso de álabe (2BPF) de esta fase y un límite de corte superior para el modo k = -2 de la doble frecuencia de paso de álabe (2BPF) de esta misma fase.

7ª. Procedimiento conforme a la reivindicación 6) y caracterizado porque por lo menos una de las fases de la 45 turbina, las cuales están dispuestas corriente abajo en la dirección de impulsión, está concebida de tal manera que el parámetro de la relación paletas/alabes de esta fase se encuentre entre 1, 3 y 1, 5.

8ª. Procedimiento conforme a la reivindicación 7) y caracterizado porque el parámetro de la relación paletas/alabes de esta fase está concebido con aproximadamente 1, 4.

9ª. Procedimiento conforme a una ó a varias de las reivindicaciones 1) hasta 8) y caracterizado porque las fases de la turbina, las cuales están dispuestas corriente arriba en la dirección de impulsión, están concebidas de tal manera que los parámetros de la relación paletas/alabes de las mismas se encuentren -a unas condiciones de trabajo de la turbina, las cuales son críticas en cuanto a la generación de ruidos - entre un límite de corte inferior 55 para el modo k = -1 de la frecuencia de paso de álabe (BPF) y un límite de corte superior para el modo k = -2 de la frecuencia de paso de álabe (BPF) de la respectiva fase; así como caracterizado, además, porque las fases de la turbina, las cuales están dispuestas corriente abajo en la dirección de impulsión, están concebidas de tal manera que los parámetros de la relación paletas/alabes de las mismas se encuentren - a unas condiciones de trabajo de la turbina, las cuales son críticas en cuanto a la generación de ruidos - entre un límite de corte inferior para el modo k = -1 de la doble frecuencia de paso de álabe (2BPF) y un límite de corte superior para el modo k = -2 de la doble frecuencia de paso de álabe (2BPF) de la respectiva fase.

10ª. Procedimiento conforme a la reivindicación 6) y caracterizado porque las fases de la turbina, las cuales están dispuestas corriente arriba en la dirección de impulsión, están concebidas de tal manera que los parámetros de la 65 relación paletas/alabes de estas fases se encuentren entre 0, 6 y 0, 8, de forma preferente a 0, 7, aproximadamente; así como caracterizado, además, porque las fases de la turbina, las cuales están dispuestas corriente abajo en la dirección de impulsión, están concebidas de tal manera que los parámetros de la relación paletas/alabes de estas fases se encuentren entre 1, 3 y 1, 5, de forma preferente a 1, 4, aproximadamente.