JPH0666102A - 中空動翼 - Google Patents
中空動翼Info
- Publication number
- JPH0666102A JPH0666102A JP22144792A JP22144792A JPH0666102A JP H0666102 A JPH0666102 A JP H0666102A JP 22144792 A JP22144792 A JP 22144792A JP 22144792 A JP22144792 A JP 22144792A JP H0666102 A JPH0666102 A JP H0666102A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- contact
- core
- skin
- hollow
- rotor blade
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は共振やフラッタを避けるため、スキ
ンとコアとのすべての接触面のうち、適数個所のみを接
合して、剛性を低くした中空動翼を提供することを目的
とする。 【構成】 本発明は外周部をなすスキンによって形成さ
れた中空部にコアを入れスキンとコアとの接触部を接合
して得られる中空動翼において、上記接触部のうちの適
数個所のみを接合してなることを特徴とする中空動翼を
構成とする。
ンとコアとのすべての接触面のうち、適数個所のみを接
合して、剛性を低くした中空動翼を提供することを目的
とする。 【構成】 本発明は外周部をなすスキンによって形成さ
れた中空部にコアを入れスキンとコアとの接触部を接合
して得られる中空動翼において、上記接触部のうちの適
数個所のみを接合してなることを特徴とする中空動翼を
構成とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、航空用，舶用，産業用
その他のガスタービンエンジンに用いられる、中空部に
コアを有する中空動翼に関する。
その他のガスタービンエンジンに用いられる、中空部に
コアを有する中空動翼に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、航空用，舶用その他のガスタービ
ンに用いられる、中空部にコアを有する中空動翼は、図
１１にその横断面を、図１２に図１１の囲いＪの拡大図
を示すようにスキン１とコア３の接触面で１００％接合
させ、フラッタ及び共振の回避は、翼形状，中空形状，
コア形状等の最適化によって行っている。
ンに用いられる、中空部にコアを有する中空動翼は、図
１１にその横断面を、図１２に図１１の囲いＪの拡大図
を示すようにスキン１とコア３の接触面で１００％接合
させ、フラッタ及び共振の回避は、翼形状，中空形状，
コア形状等の最適化によって行っている。
【０００３】即ち、図１１においてスキン１が中空動翼
の外周部を形成し、その内には横断面が図示のように梯
形の波形をなすコア３が入れられて、スキン１とコア３
とが接触することとなる部分は、たとえば拡散溶接，ろ
う付けその他の適切な接合手段によって接合されてい
る。図１２はその接合を目視的に明瞭にするため、たと
えば溶接肉の場合を溶肉６として模式的に示してある。
の外周部を形成し、その内には横断面が図示のように梯
形の波形をなすコア３が入れられて、スキン１とコア３
とが接触することとなる部分は、たとえば拡散溶接，ろ
う付けその他の適切な接合手段によって接合されてい
る。図１２はその接合を目視的に明瞭にするため、たと
えば溶接肉の場合を溶肉６として模式的に示してある。
【０００４】なお、コア３は図のように波形をなす部材
以外にハニカム材，多孔材その他，主として圧縮強度／
重量の大きい部材が目的に応じて使い分けられる。
以外にハニカム材，多孔材その他，主として圧縮強度／
重量の大きい部材が目的に応じて使い分けられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の中空動翼に
は解決すべき次の課題があった。
は解決すべき次の課題があった。
【０００６】即ち、従来の中空部にコアを有する中空動
翼では、フラッタ及び共振を回避するために、翼形状，
中空形状，コア形状等の最適化を行っている。このた
め、従来の中空動翼は、設計完了又は製造後、フラッタ
又は共振の回避が出来ない場合、再度翼形状，中空形
状，コア形状等の見直しが必要となりそれに多大な時間
と労力を費やすという問題があった。
翼では、フラッタ及び共振を回避するために、翼形状，
中空形状，コア形状等の最適化を行っている。このた
め、従来の中空動翼は、設計完了又は製造後、フラッタ
又は共振の回避が出来ない場合、再度翼形状，中空形
状，コア形状等の見直しが必要となりそれに多大な時間
と労力を費やすという問題があった。
【０００７】本発明は上記問題解決のため、中空動翼が
設計完了又は試作後、フラッタ又は共振の回避が出来な
いことが判明した場合、実際の製造ではスキン外板とコ
アの各接触部材のうち適所のみを接合し、他は接触した
ままとした中空動翼を提供することを目的とする。
設計完了又は試作後、フラッタ又は共振の回避が出来な
いことが判明した場合、実際の製造ではスキン外板とコ
アの各接触部材のうち適所のみを接合し、他は接触した
ままとした中空動翼を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題の解決
手段として、外周部をなすスキンによって形成された中
空部にコアを入れスキンとコアとの接触部を接合して得
られる中空動翼において、上記接触部のうちの適数個所
のみを接合してなることを特徴とする中空動翼を提供し
ようとするものである。
手段として、外周部をなすスキンによって形成された中
空部にコアを入れスキンとコアとの接触部を接合して得
られる中空動翼において、上記接触部のうちの適数個所
のみを接合してなることを特徴とする中空動翼を提供し
ようとするものである。
【０００９】
【作用】本発明は上記のように構成されるので次の作用
を有する。
を有する。
【００１０】即ち、スキンとコアとの接触部のうち適数
個所のみ接合し、部分的に接合しない個所を残すと、す
べての個所を１００％接合した場合よりも剛性が下が
り、これにより中空動翼の固有振動数が下がり、たとえ
ば試作時等に駆動側とマッチングすることとなった共振
点からズレて有害な共振が生じない。また、スキンとコ
アを部分的に接合していない接触面でスキンとコアが中
空動翼の振動時、互いに摩擦し合い、振動エネルギを摩
擦エネルギに転換するので１００％接合した場合より
も、その中空動翼の構造減衰性が向上し、フラッタ及び
共振の回避が一層、能率的に行なわれる。
個所のみ接合し、部分的に接合しない個所を残すと、す
べての個所を１００％接合した場合よりも剛性が下が
り、これにより中空動翼の固有振動数が下がり、たとえ
ば試作時等に駆動側とマッチングすることとなった共振
点からズレて有害な共振が生じない。また、スキンとコ
アを部分的に接合していない接触面でスキンとコアが中
空動翼の振動時、互いに摩擦し合い、振動エネルギを摩
擦エネルギに転換するので１００％接合した場合より
も、その中空動翼の構造減衰性が向上し、フラッタ及び
共振の回避が一層、能率的に行なわれる。
【００１１】
【実施例】本発明の第１〜第４実施例を図１〜図１０に
より説明する。なお、先の実施例と同様の部材には同符
号を付し、必要する場合を除き、説明を省略する。
より説明する。なお、先の実施例と同様の部材には同符
号を付し、必要する場合を除き、説明を省略する。
【００１２】（第１実施例）第１実施例を図１〜図４に
より説明する。図１は本実施例の中空動翼の模式的分解
斜視図，図２は図１のＡ−Ａ矢視断面図，図３は図２の
囲いＢの拡大図でスキン外板１とディンプルコア３ａと
がその接触部で接合された状態の図，図４は図２の囲い
Ｃの拡大図で、スキン外板１とディンプルコア３ａとが
接触したままで接合されていない状態の図である。
より説明する。図１は本実施例の中空動翼の模式的分解
斜視図，図２は図１のＡ−Ａ矢視断面図，図３は図２の
囲いＢの拡大図でスキン外板１とディンプルコア３ａと
がその接触部で接合された状態の図，図４は図２の囲い
Ｃの拡大図で、スキン外板１とディンプルコア３ａとが
接触したままで接合されていない状態の図である。
【００１３】図１において、１は相互に接合されて外周
部をなすとともに中空部を形成するスキン外板，２は中
空動翼の基部を形成するダブテール部材，３ａは台形突
起状の中空ディンプルをその表面に無数に突出させた軽
量高圧縮強度材料のディンプルコアである。なお、図２
では簡単のため、ディンプルコア３ａは波形に略示して
ある。
部をなすとともに中空部を形成するスキン外板，２は中
空動翼の基部を形成するダブテール部材，３ａは台形突
起状の中空ディンプルをその表面に無数に突出させた軽
量高圧縮強度材料のディンプルコアである。なお、図２
では簡単のため、ディンプルコア３ａは波形に略示して
ある。
【００１４】ディンプルコア３ａの表面とスキン外板１
とは図３，図４に示すように接触し合っているが図２の
囲いＢの部分は図３に示すように固相拡散接合，液相拡
散接合，ろう付け等によりディンプルコア３ａとスキン
外板１とが接合されている。これに対し、図２の囲いＣ
の部分は図４に示すように接合されていない。因みに従
来は図３に示すようにすべての接触個所が接合されてい
た。
とは図３，図４に示すように接触し合っているが図２の
囲いＢの部分は図３に示すように固相拡散接合，液相拡
散接合，ろう付け等によりディンプルコア３ａとスキン
外板１とが接合されている。これに対し、図２の囲いＣ
の部分は図４に示すように接合されていない。因みに従
来は図３に示すようにすべての接触個所が接合されてい
た。
【００１５】図３の溶肉６はスキン外板１とディンプル
コア３ａとが接合されたことを示す溶肉であって、いわ
ゆる地金の肉，ろう肉等の何れたるかを問わない。
コア３ａとが接合されたことを示す溶肉であって、いわ
ゆる地金の肉，ろう肉等の何れたるかを問わない。
【００１６】図２の囲いＢ，Ｃはそれぞれ代表的にピッ
クアップしたものであるが、実際には囲いＢの個所，即
ち、接合されている個所の割合が高く、囲いＣの接触の
ままの個所の割合は、たとえば間引き状に存在するので
低い。
クアップしたものであるが、実際には囲いＢの個所，即
ち、接合されている個所の割合が高く、囲いＣの接触の
ままの個所の割合は、たとえば間引き状に存在するので
低い。
【００１７】このようにディンプルコア３ａとスキン外
板１との接触面のうち、適所を接合しないと、たとえば
捩り剛性一つを取上げてみても対向するスキン外板１同
士がディンプルコア３ａを介して相互にズレようとする
際、ディンプルコア３ａと各スキン外板１とがそれぞれ
接合されていればそのズレが拘束されるべきところ、接
合されていないのであるからズレが生じ、相応して変位
が大きくなる（すべて接合された状態に比し）。即ち撓
性が高まり、剛性が小さくなる。このことは曲げ剛性に
ついても言え、特に曲げの場合はズレの他に圧縮側のス
キン外板１とディンプルコア３ａとの離反に自由度が保
たれることによって（非接合部に）その影響が敏感に現
われる。
板１との接触面のうち、適所を接合しないと、たとえば
捩り剛性一つを取上げてみても対向するスキン外板１同
士がディンプルコア３ａを介して相互にズレようとする
際、ディンプルコア３ａと各スキン外板１とがそれぞれ
接合されていればそのズレが拘束されるべきところ、接
合されていないのであるからズレが生じ、相応して変位
が大きくなる（すべて接合された状態に比し）。即ち撓
性が高まり、剛性が小さくなる。このことは曲げ剛性に
ついても言え、特に曲げの場合はズレの他に圧縮側のス
キン外板１とディンプルコア３ａとの離反に自由度が保
たれることによって（非接合部に）その影響が敏感に現
われる。
【００１８】剛性は振動数のファクターの一つであるか
ら剛性が小さくなると、たとえば固有振動数は低下して
ゆく。従って、スキン外板１とディンプルコア３ａとが
従来通りすべての接触部で接合されて供試され、所要の
回転数と駆動源側の条件、たとえばガス温度，ガススピ
ード等とのマッチングによって生じていた共振に対し、
本実施例の如くに構成すれば共振点を下方にズレ，いわ
ゆる共振条件の不整合状態となって強い共振を避けられ
る。また、振動により、接合しないディンプルコア３ａ
とスキン外板１の接触部は相互摩擦を生じるので、振動
エネルギの一部は摩擦エネルギに転換され、その分、振
動が減衰する。
ら剛性が小さくなると、たとえば固有振動数は低下して
ゆく。従って、スキン外板１とディンプルコア３ａとが
従来通りすべての接触部で接合されて供試され、所要の
回転数と駆動源側の条件、たとえばガス温度，ガススピ
ード等とのマッチングによって生じていた共振に対し、
本実施例の如くに構成すれば共振点を下方にズレ，いわ
ゆる共振条件の不整合状態となって強い共振を避けられ
る。また、振動により、接合しないディンプルコア３ａ
とスキン外板１の接触部は相互摩擦を生じるので、振動
エネルギの一部は摩擦エネルギに転換され、その分、振
動が減衰する。
【００１９】（第２実施例）次に第２実施例を図５，図
６により説明する。
６により説明する。
【００２０】図５は本実施例の部分図で、（ａ）は縦断
面斜視図（但し、スパン方向の中途は省略），（ｂ）は
（ａ）のＤ−Ｄ矢視断面図，図６は図５の囲いＥの拡大
図である。
面斜視図（但し、スパン方向の中途は省略），（ｂ）は
（ａ）のＤ−Ｄ矢視断面図，図６は図５の囲いＥの拡大
図である。
【００２１】両図において、３ｂはスキン外板１の形成
する空間に入るハニカムコアである。
する空間に入るハニカムコアである。
【００２２】図６に示すように、ハニカムコア３ｂはハ
ニカムの穴軸がスキン外板１に垂直になる向きに用いら
れるので、ハニカムコア３ｂの穴軸方向の端面は一様に
スキン外板１に接することとなるが、それら接触面は適
数個所が接合され、その他の部分は接触したままであ
る。
ニカムの穴軸がスキン外板１に垂直になる向きに用いら
れるので、ハニカムコア３ｂの穴軸方向の端面は一様に
スキン外板１に接することとなるが、それら接触面は適
数個所が接合され、その他の部分は接触したままであ
る。
【００２３】本実施例も第１実施例と同様の作用効果を
奏する。
奏する。
【００２４】（第３実施例）次に第３実施例を図７によ
り説明する。
り説明する。
【００２５】図７は本実施例の分解斜視図で３ｃはスキ
ン外板１の形成する空間に入る波板コアである。波板コ
ア３ｃはそれを長手方向に見た断面形状が梯形波形をな
しており、その頂面がスキン外板１と接触している。第
１実施例と同様、それらすべての接触個所のうちの適数
個所が接合されており、その他の個所は接触のままであ
る。本実施例も第１実施例と同様の作用効果を有する。
ン外板１の形成する空間に入る波板コアである。波板コ
ア３ｃはそれを長手方向に見た断面形状が梯形波形をな
しており、その頂面がスキン外板１と接触している。第
１実施例と同様、それらすべての接触個所のうちの適数
個所が接合されており、その他の個所は接触のままであ
る。本実施例も第１実施例と同様の作用効果を有する。
【００２６】（第４実施例）次に第４実施例を図８〜図
１０により説明する。
１０により説明する。
【００２７】図８は本実施例の模式的分解斜視図，図９
は図８のＦ−Ｆ矢視断面図，図１０は図９の囲いＧの拡
大図である。
は図８のＦ−Ｆ矢視断面図，図１０は図９の囲いＧの拡
大図である。
【００２８】これらの図において、スキン外板１の内
側、即ち、ディンプルコア３ａと接する面にはディンプ
ルコア３ａのディンプルと対向して台形状の突起１ａが
設けられている。
側、即ち、ディンプルコア３ａと接する面にはディンプ
ルコア３ａのディンプルと対向して台形状の突起１ａが
設けられている。
【００２９】従って、スキン外板１とディンプルコア３
ａとが接触した状態は図１０に示す形となる。但し、こ
の形状自体は従来例にもあるもので本実施例特段のもの
ではない。因みにこの形状は応力線Ｓが図の破線に示す
ような形状に流れ、ディンプルコア３ａとスキン外板
１，詳しくは突起１ａとの接触が接合されても応力線Ｓ
がその接合に達せず、疲労強度が高いという利点等から
採用されるものである。
ａとが接触した状態は図１０に示す形となる。但し、こ
の形状自体は従来例にもあるもので本実施例特段のもの
ではない。因みにこの形状は応力線Ｓが図の破線に示す
ような形状に流れ、ディンプルコア３ａとスキン外板
１，詳しくは突起１ａとの接触が接合されても応力線Ｓ
がその接合に達せず、疲労強度が高いという利点等から
採用されるものである。
【００３０】本実施例の場合も図１０に示すスキン外板
１側の突起１ａとディンプルコア３ａとの接触面すべて
の個所ではなく、適数の個所が接合され、その他の個所
は接触したままとされる。
１側の突起１ａとディンプルコア３ａとの接触面すべて
の個所ではなく、適数の個所が接合され、その他の個所
は接触したままとされる。
【００３１】本実施例の場合も第１実施例と同様の作用
効果を有する。
効果を有する。
【００３２】なお、第１〜第４実施例ともコア側とスキ
ン側の接触面のうち、接合しない接触面に摩耗防止用の
コーティングを塗布することは自由であり、また、その
コーティングをたとえば拡散溶接防止に共用できる材質
とすれば、当該面のみを選択的に非接合とする目的も同
時に果たすことができる。また、上記接触面での摩擦エ
ネルギ消費を大きくするため、即ち、振動の減衰を高め
るため、接触面に表面アラサを大にするための加工を施
すことも自由である。
ン側の接触面のうち、接合しない接触面に摩耗防止用の
コーティングを塗布することは自由であり、また、その
コーティングをたとえば拡散溶接防止に共用できる材質
とすれば、当該面のみを選択的に非接合とする目的も同
時に果たすことができる。また、上記接触面での摩擦エ
ネルギ消費を大きくするため、即ち、振動の減衰を高め
るため、接触面に表面アラサを大にするための加工を施
すことも自由である。
【００３３】以上の実施例は試作の後、個有振動数を低
くめる例で説明したが、これら実施例は試作を前提とす
るものではなく、たとえば所定の仕事を引出すために一
定スパン、一定の見掛け幅が必要で、かつ、コアやスキ
ンに汎用材料を用いた場合、コアとスキンとのすべての
接触面を接合すると高剛性のため共振域に入る可能性が
高いと判断される場合、或は剛性を低くしておいた方が
確率的に危険振動域から脱せられると予測されるような
場合、強度や撓みの許す範囲で、実施例の如く、接触面
の適数個所のみを最初から接合した構成とすることは勿
論，自由である。
くめる例で説明したが、これら実施例は試作を前提とす
るものではなく、たとえば所定の仕事を引出すために一
定スパン、一定の見掛け幅が必要で、かつ、コアやスキ
ンに汎用材料を用いた場合、コアとスキンとのすべての
接触面を接合すると高剛性のため共振域に入る可能性が
高いと判断される場合、或は剛性を低くしておいた方が
確率的に危険振動域から脱せられると予測されるような
場合、強度や撓みの許す範囲で、実施例の如く、接触面
の適数個所のみを最初から接合した構成とすることは勿
論，自由である。
【００３４】以上の通り第１〜第４実施例によればディ
ンプルコア３ａ，ハニカムコア３ｂ，波板コア３ｃと各
スキン外板１との接触面のうちの適数個所のみを接合す
るので、中空動翼としての剛性が低下し、固有振動数が
下って、中空動翼として用いた場合の共振域，フラッタ
域から脱することができるという利点がある。
ンプルコア３ａ，ハニカムコア３ｂ，波板コア３ｃと各
スキン外板１との接触面のうちの適数個所のみを接合す
るので、中空動翼としての剛性が低下し、固有振動数が
下って、中空動翼として用いた場合の共振域，フラッタ
域から脱することができるという利点がある。
【００３５】従って、たとえば試作等によってフラッタ
や共振等の不具合が発見されても、従来のように翼形
状，中空形状，コア形状等の変更を必要とせず、かつ、
それら見直しに要する多大な時間も不要となるという多
くの利点がある。
や共振等の不具合が発見されても、従来のように翼形
状，中空形状，コア形状等の変更を必要とせず、かつ、
それら見直しに要する多大な時間も不要となるという多
くの利点がある。
【００３６】
【発明の効果】本発明は上記のように構成されるので次
の効果を有する。
の効果を有する。
【００３７】即ち、本発明によれば、スキンの内部中空
にコアを入れてスキンとコアとの接触部を接合して得ら
れる中空動翼の、上記接触部のうちの適数個所のみを接
合し、他の個所は接合しないので剛性が下がるため、翼
形状，中空形状，コア形状等の見直しをせず容易にフラ
ッタ又は共振を回避することが出来る。これにより、多
大な時間と労力が節減される。
にコアを入れてスキンとコアとの接触部を接合して得ら
れる中空動翼の、上記接触部のうちの適数個所のみを接
合し、他の個所は接合しないので剛性が下がるため、翼
形状，中空形状，コア形状等の見直しをせず容易にフラ
ッタ又は共振を回避することが出来る。これにより、多
大な時間と労力が節減される。
【図１】本発明の第１実施例の模式的分解斜視図、
【図２】図１のＡ−Ａ矢視断面図、
【図３】図２の囲いＢの拡大図、
【図４】図２の囲いＣの拡大図、
【図５】本発明の第２実施例の図で（ａ）は縦断面図，
（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ矢視断面図、
（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ矢視断面図、
【図６】図５（ｂ）の囲いＥの拡大図、
【図７】本発明の第３実施例の模式的分解斜視図、
【図８】本発明の第４実施例の模式的分解斜視図、
【図９】図８のＦ−Ｆ矢視断面図、
【図１０】図９の囲いＧの拡大図、
【図１１】従来例の横断面図、
【図１２】図１１の囲いＪの拡大図である。
１ スキン外板 １ａ 突起 ２ ダブテール部材 ３ａ ディンプルコア ３ｂ ハニカムコア ３ｃ 波板コア
Claims (1)
- 【請求項１】 外周部をなすスキンによって形成された
中空部にコアを入れスキンとコアとの接触部を接合して
得られる中空動翼において、上記接触部のうちの適数個
所のみを接合してなることを特徴とする中空動翼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22144792A JP2851493B2 (ja) | 1992-08-20 | 1992-08-20 | 中空動翼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22144792A JP2851493B2 (ja) | 1992-08-20 | 1992-08-20 | 中空動翼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0666102A true JPH0666102A (ja) | 1994-03-08 |
| JP2851493B2 JP2851493B2 (ja) | 1999-01-27 |
Family
ID=16766882
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22144792A Expired - Fee Related JP2851493B2 (ja) | 1992-08-20 | 1992-08-20 | 中空動翼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2851493B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021173281A (ja) * | 2020-04-17 | 2021-11-01 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | キャビティダンピングを用いた翼形部 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB201414495D0 (en) * | 2014-08-15 | 2014-10-01 | Rolls Royce Plc | Blade |
-
1992
- 1992-08-20 JP JP22144792A patent/JP2851493B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021173281A (ja) * | 2020-04-17 | 2021-11-01 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | キャビティダンピングを用いた翼形部 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2851493B2 (ja) | 1999-01-27 |
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