ЛОПАТКА ИЗ КОМПОЗИТА С КЕРАМИЧЕСКОЙ МАТРИЦЕЙ, ВКЛЮЧАЮЩАЯ ВНУТРЕННЮЮ ПОЛОСТЬ С ПОВЫШЕННЫМ ДАВЛЕНИЕМ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЭРОЗИИ

1. Турбинная лопатка для использования в газотурбинном двигателе, включающая:
аэродинамическую поверхность, состоящую из композитного материала с керамической матрицей; причем указанная аэродинамическая поверхность включает входную кромку и выходную кромку и имеет поверхности корыта лопатки и спинки лопатки;
хвостовик лопатки, прикрепленный к нижнему концу указанной аэродинамической поверхности;
одну или более внутренних полостей для текучей среды, расположенных внутри указанной аэродинамической поверхности; при этом каждая из указанных внутренних полостей для текучей среды является герметичной и имеет входной канал, гидравлически сообщающийся с указанным хвостовиком лопатки;
один или более каналов для текучей среды, сформированных в нижнем конце указанного хвостовика лопатки, соответствующие каждой из указанных внутренних полостей для текучей среды; и
насос для текучей среды для непрерывного обеспечения источника текучей среды, находящейся под давлением, в каждую из указанных внутренних полостей для текучей среды в указанной аэродинамической поверхности.
2. Турбинная лопатка по п.1, в которой указанная аэродинамическая поверхность включает композитный материал с керамической матрицей.
3. Турбинная лопатка по п.1, в которой указанные внутренние полости для текучей среды проходят от основания указанной аэродинамической поверхности к верхнему концу аэродинамической поверхности.
4. Турбинная лопатка по п.1, в которой указанные внутренние полости для текучей среды проходят часть полной длины указанной аэродинамической поверхности, чтобы определить локализованную полость, соответствующую расчетной площади повреждения аэродинамической поверхности.
5. Турбинная лопатка по п.1, в которой в каждой из указанных внутренних полостей для текучей среды поддерживают повышенное давление с помощью воздуха, температура которого ниже температуры внешнего тракта газовой турбины.
6. Турбинная лопатка по п.5, в которой в каждой из указанных внутренних полостей для текучей среды поддерживают повышенное давление с помощью воздуха, содержание воды в котором ниже, чем в указанном внешнем тракте.
7. Турбинная лопатка по п.1, в которой указанный хвостовик лопатки включает соединение типа «ласточкин хвост» для прикрепления его к рабочему колесу турбины совместно с другими лопатками, с образованием расположенной по окружности последовательности лопаток.
8. Турбинная лопатка по п.1, в которой в каждой из указанных внутренних полостей для текучей среды поддерживают заданные давление и температуру воздуха.
9. Турбинная лопатка по п.1, в которой указанный источник находящейся под давлением текучей среды является достаточным по давлению и объему, чтобы поддерживать минимальный поток текучей среды в каждую из указанных внутренних полостей для текучей среды в случае повреждения одной или более указанных полостей из-за разрушения посторонним объектом.
10. Турбинная лопатка по п.1, в которой указанная аэродинамическая поверхность включает заготовку из керамического волокна.
11. Турбинная лопатка по п.10, в которой указанная заготовка включает карбид кремния.
12. Турбинная лопатка по п.1, в которой указанные каналы для текучей среды, сформированные в нижнем конце указанного хвостовика лопатки, проходят от нижней кромки указанного «ласточкина хвоста» вверх, через указанный хвостовик лопатки и в указанные внутренние полости для текучей среды.
13. Способ изготовления турбинной лопатки для применения в газотурбинном двигателе, включающий следующие стадии:
а. формирование аэродинамической поверхности, состоящей из керамического композитного материала;
b. формирование одной или более внутренних полостей для текучей среды внутри указанной аэродинамической поверхности; и
с. обеспечение источника находящейся под давлением текучей среды для каждой из указанных внутренних полостей для текучей среды внутри указанной аэродинамической поверхности.
14. Способ по п.13, в котором указанная стадия формирования аэродинамической поверхности дополнительно включает получение заготовки с использованием керамического волокна из карбида кремния и переплетение указанного волокна с получением требуемой формы аэродинамической поверхности.
15. Способ по п.14, в котором указанная стадия получения заготовки дополнительно включает стадию пропитки указанной заготовки материалом матрицы.
16. Способ по п.15, в котором на указанную заготовку наносят покрытие для обеспечения сцепления с указанным материалом матрицы с использованием пропитки парами химических веществ, пропитки суспензией с последующим спеканием, шликерного литья или пропитки расплавом.
17. Способ по п.13, в котором указанная стадия обеспечения находящейся под давлением текучей среды является достаточной для того, чтобы поддерживать минимальный поток текучей среды в каждую из указанных внутренних полостей для текучей среды в случае повреждения одной или более указанных полостей из-за разрушения посторонним объектом.
18. Устройство для обнаружения повреждения аэродинамической поверхности лопатки газотурбинного двигателя, включающей внешнюю поверхность, внутреннюю охлаждающую камеру и каналы для текучей среды для направления охлаждающей текучей среды в указанную внутреннюю охлаждающую камеру для поддержания по существу постоянного давления, включающее:
один или более датчиков давления, обеспечивающих сигналы, реагирующие на изменение статического давления внутри указанной аэродинамической поверхности;
устройство накопления данных, хранящее компьютерную программу, способную сопоставлять изменения указанных сигналов для индикации изменения давления внутри указанной аэродинамической поверхности;
центральный процессорный блок, способный работать с компьютерной программой, чтобы сопоставлять указанные изменения сигналов с условиями указанной аэродинамической поверхности; и
устройство вывода, обеспечивающее индикацию указанного изменения давления внутри указанной аэродинамической поверхности.
19. Устройство по п.18, в котором указанные датчики давления обеспечивают данные, показывающие степень указанного изменения давления внутри указанной аэродинамической поверхности.
20. Устройство по п.18, в котором указанное устройство вывода включает световой предупредительный сигнал, звуковой предупредительный сигнал или предупреждающее сообщение на регистраторе данных.