СПОСОБ ОПТИМИЗАЦИИ ПРОФИЛЯ ЛОПАТКИ ИЗ КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА ДЛЯ ПОДВИЖНОГО КОЛЕСА ТУРБОМАШИНЫ И ЛОПАТКА, ИМЕЮЩАЯ КОМПЕНСИРУЕМЫЙ ВЫСТУП

1. Способ оптимизации профиля лопатки из композиционного материала для подвижного колеса турбомашины, при этом лопатка содержит перо, образованное множеством сечений лопатки, расположенных друг над другом в направлении, радиальном относительно колеса, замок, предназначенный для установки на диске колеса и продолженный стойкой, и площадку, расположенную между стойкой и пером, при этом замок соединяется со стойкой через шейку, при этом, согласно изобретению, способ содержит следующие этапы:
этап компенсации пера лопатки, на котором перо делят (Е110) на секции, каждая из которых ограничена между нижним сечением и верхним сечением, и для каждой секции пера и заранее определенного режима вращения диска колеса вычисляют (Е120) центробежную силу, действию которой подвергается секция, вычисляют (Е130) момент аэродинамической силы, действующий на нижнее сечение секции, и вычисляют (Е140) значения смещений для применения к центру тяжести секции в тангенциальном и продольном направлениях с целью устранения момента аэродинамической силы, действующего на нижнее сечение упомянутой секции; и
этап компенсации стойки лопатки, на котором вычисляют (Е200) центробежную силу, действию которой подвергается участок лопатки, находящийся над шейкой и состоящий из пера, площадки и стойки, вычисляют (Е210) момент аэродинамической силы, действующий на нижнее сечение стойки лопатки, и вычисляют (Е220) значения смещений для применения к центру тяжести стойки лопатки в тангенциальном и продольном направлениях с целью устранения момента аэродинамической силы, действующего на нижнее сечение стойки лопатки.
2. Способ по п. 1, в котором значения смещений для применения к центрам тяжести секций пера и к стойке лопатки, сглаживают (Е160) по всей высоте лопатки.
C
3. Способ по одному из пп. 1 и 2, в котором центробежную силу (F), действующую на секцию пера, определяют при помощи следующей формулы:
<mrow><msub><mi>F</mi><mi>C</mi></msub><mo>=</mo><msub><mi>M</mi><mi>T</mi></msub><mo>⋅</mo><msub><mi>R</mi><mrow><mi>C</mi><mi>D</mi><mi>G</mi></mrow></msub><mo>⋅</mo><msup><mi>ω</mi><mn>2</mn></msup></mrow>
Т
CDG
где: М - масса секции пера, R - расстояние между осью вращения диска и центром тяжести секции пера; и ω - скорость вращения диска на заданном режиме.
X
Y
4. Способ по любому из пп. 1 и 2, в котором значения смещений (δ, δ) для применения к центру тяжести секции пера, определяют при помощи следующих формул:
X
Y-faéro
C
δ=M/F
Y
X-faéro
C
δ=M/F
X-faéro
Y-faéro
где: M обозначает составляющую момента аэродинамической силы, действующую на нижнее сечение секции в продольном направлении; и M - составляющая момента аэродинамической силы, действующая на нижнее сечение секции в тангенциальном направлении.
X
Y
5. Способ по любому из пп. 1 и 2, в котором значения смещений (δ', δ') для применения к центру тяжести секции пера, определяют при помощи следующих формул:
X
Y-faéro
C
δ'=M'/F'
Y
X-faéro
C
δ'=M'/F'
X-faéro
Y-faéro
где: M' обозначает составляющую момента аэродинамической силы, действующую на нижнее сечение стойки лопатки в продольном направлении; и M' - составляющая момента аэродинамической силы, действующая на нижнее сечение стойки лопатки в тангенциальном направлении.
6. Способ по любому из пп. 1 и 2, в котором лопатка содержит также выступ вблизи свободного конца пера, при этом этап компенсации применяют для участка лопатки, состоящего из пера, площадки, стойки и выступа лопатки.
7. Способ по любому из пп. 1 и 2, в котором на этапе компенсации пера лопатки перо делят на десять секций, каждая из которых проходит на 10% общей высоты пера.
8. Лопатка из композиционного материала для подвижного колеса турбомашины, содержащая перо, образованное множеством сечений лопатки, расположенных друг над другом в направлении, радиальном относительно колеса, замок, предназначенный для установки на диске колеса и продолженный стойкой, и площадку, расположенную между стойкой и пером, при этом замок соединяется со стойкой через шейку,
отличающаяся тем, что координаты центра тяжести стойки лопатки в ортогональной системе координат (O, X, Y, Z) определяют при помощи следующих формул:
X
X
Х
D'=D+δ'
Y
y
Y
D'=D+δ'
Z
Z
D'=D
X
Y
Z
где: D, D и D обозначают координаты центра тяжести стойки лопатки без компенсации;
X
Y
δ' и δ' - значения компенсации стойки, получаемые при помощи следующих формул:
X
Y-faéro
C
δ'=M'/F'
Y
X-faéro
C
δ'=M'/F'
X-faéro
где: M' обозначает составляющую момента аэродинамической силы, действующую на нижнее сечение стойки лопатки в продольном направлении (Х); и
Y-faéro
M' - составляющая момента аэродинамической силы, действующая на нижнее сечение стойки лопатки в тангенциальном направлении (Y).