DE3444810C2 - Laufschaufel für ein Gasturbinentriebwerk - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Laufschaufel für ein Gasturbinentriebwerk gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine derartige Laufschaufel ist aus DE-PS 1 79 838 bekannt.

Eine Axialströmungs-Gasturbine enthält üblicherweise mehrfache Reihen von abwechselnden Statorschaufeln und Laufschaufeln. Die Laufschaufeln werden üblicherweise in Gebläse-, Verdichter- und Turbinenabschnitten des Motors bzw. Triebwerks gefunden, und da diese Schaufeln zur Lieferung von Arbeit in dem Triebwerk umlau­ fen, unterliegen sie Beanspruchungen aufgrund von Zentrifugalkräften.

Die Zentrifugalbeanspruchung in einer Schaufel ist relativ er­ heblich und beinhaltet eine im wesentlichen gleichförmige, zen­ trifugale Zugbeanspruchung und zentrifugale Biegebeanspruchung mit einer Zugkomponente und einer Druckkomponente, die sich zu der gleichförmigen Zugbeanspruchung hinzuaddieren.

In einem Turbinenabschnitt des Gasturbinentriebwerks werden die Turbinenschaufeln auch relativ heißen, verdichteten Verbrennungs­ gasen ausgesetzt. Diese Gase rufen Biegebeanspruchungen hervor aufgrund des Druckes der Verbrennungsgase, die, auf die Turbinen­ schaufeln einwirken, wobei diese Beanspruchungen häufig relativ klein sind im Vergleich zu den Zentrifugalbeanspruchungen. Die relativ heißen Gase rufen auch eine thermische Beanspruchung hervor aufgrund eines Temperaturgradienten, der in der Turbi­ nenschaufel erzeugt wird.

Eine Turbinenschaufel besitzt eine nutzbare Lebensdauer, d. h. eine Gesamtbetriebszeit, nach der die Schaufel aus dem Betrieb genommen wird, wobei diese Zeit üblicherweise aufgrund von Über­ legungen bezüglich der vorstehend beschriebenen Beanspruchungen, der durch schnelle und langsame Lastwechsel hervorgerufenen Ermüdung und des Kriechbruches basieren. Eine übliche Turbinen­ schaufel weist einen analytisch bestimmten Lebensdauerbegren­ zungsabschnitt auf, in dem ein Bruch der Schaufel mit hoher Wahr­ scheinlichkeit auftritt. Jedoch sind Schaufeln üblicherweise so ausgelegt, daß sie eine nutzbare Lebensdauer besitzen, die ein gutes Stück vor der statistisch ermittelten Bruchzeit liegt, um für einen Sicherheitsspielraum zu sorgen.

Ein wesentlicher Faktor bei der Ermittlung der nutzbaren Lebens­ dauer bei einer Turbinenschaufel ist die allgemein bekannte Kriechbruchfestigkeit, die hauptsächlich proportional zu Mate­ rialeigenschaften, der Zugbeanspruchung, der Temperatur und der Zeit ist. Ungeachtet der Tatsache, daß die relativ hohen Tempe­ raturen der Verbrennungsgase thermische Beanspruchungen aufgrund ihrer Gradienten hervorrufen können, sind diese Temperaturen, wenn sie auf eine Schaufel unter Zentrifugalbeanspruchung einwir­ ken, ein signifikanter Faktor bei der Kriechberücksichtigung der nutzbaren Lebensdauer. Um die Lebensdauer von Turbinenschau­ feln zu verlängern, enthalten diese Schaufeln üblicherweise eine Innenkühlung, um die Schaufeltemperaturen zu senken. Die Innen­ kühlung ist jedoch höchst wirksam bei der Kühlung von Mittelab­ schnitten der Schaufel, während Vorder- und Hinterkanten der Schaufel auf relativ hohen Temperaturen in bezug auf die Mittel­ abschnitte der Schaufel bleiben können. Unglücklicherweise sind die Vorder- und Hinterkanten der Schaufeln auch üblicherweise solche Abschnitt der Schaufel, die den höchsten Beanspruchungen ausgesetzt sind, und deshalb liegt der die Lebensdauer begren­ zende Abschnitt einer Schaufel üblicherweise entweder an den Vorder- oder Hinterkanten der Schaufeln.

Weiterhin ist ein Hauptfaktor bei der Gestaltung von Turbinen­ schaufeln die aerodynamische Oberflächenform der Schaufel, die üblicherweise im wesentlichen unabhängig von der mechanischen Festigkeit und nutzbaren Lebensdauer der Schaufel bestimmt wird. Die aerodynamische Leistungsfähigkeit einer Schaufel ist ein Hauptfaktor bei der Erzielung einer annehmbaren Leistungsfähig­ keit des Gasturbinentriebwerks. Deshalb kann die aerodynamische Oberflächenform, die eine Turbinenschaufel bestimmt, eine we­ sentliche Begrenzung bei der Auslegung der Schaufel im Hinblick auf eine mechanische Festigkeit und nutzbare Lebensdauer sein. Wegen dieser Einschränkung hinsichtlich der aerodynamischen Leistungsfähigkeit kann es sein, daß die nutzbare Lebensdauer der Schaufel nicht optimal ist, was eine unerwünschte Auswechs­ lung von Schaufeln in weniger als den optimalen Intervallen zur Folge hat.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die Beanspruchungen an den die Lebensdauer einer Laufschaufel begrenzenden Abschnitten an den Vorder- und Hinterkanten zu verringern, ohne die aerodynamische Oberflächenform zu verändern und im wesentlichen ohne die Beanspruchungen in andere Schaufelabschnitte zu verschieben.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beansprucht.

Die Erfindung und dadurch erzielbare Vorteile werden nun anhand der Beschreibung und Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht von einer axialen Ein­ trittsschaufel für ein Gasturbinentriebwerk.

Fig. 2 ist eine Schnittansicht von der Schaufel gemäß der Fig. 1 entlang der Linie 2-2.

Fig. 3 ist eine graphische Darstellung der Stapelachse der Schaufel gemäß Fig. 1 in einer Y-Z-Ebene.

Fig. 4 ist eine perspektivische Endansicht der Schaufel ge­ mäß Fig. 1 entlang der Linie 4-4.

Fig. 5 ist eine graphische Darstellung der Stapelachse der Schaufel gemäß Fig. 1 in einer X-Y-Ebene.

Fig. 6 ist eine Seitenansicht der Schaufel gemäß Fig. 1 in der X-Z-Ebene.

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht von einem Ausfüh­ rungsbeispiel einer axialen Turbinenschaufel 10, die auf einer Turbinenscheibe 11 eines Gasturbinentriebwerks (nicht gezeigt) angebracht ist. Die Schaufel 10 weist einen stromlinienförmigen Abschnitt 12, einen Schwalbenschwanzabschnitt 14 und eine mög­ liche Plattform 16 auf. Der stromlinienförmige Abschnitt 12 der Schaufel 10 besitzt mehrere quer verlaufende Abschnitte mit einem Spitzenabschnitt 18, einem Zwischenabschnitt 20 und einem Fußabschnitt 22, die jeweils einen Schwerpunkt 24, 26 bzw. 28 aufweisen. Der geometrische Ort der Schwerpunkte des strom­ linienförmigen Abschnittes 12 definiert eine Stapelachse 30, die gemäß der vorliegenden Erfindung nicht linear bzw. nicht geradlinig ist, die beispielsweise gebogen ist und im folgen­ den näher erläutert wird.

Die Schaufel 10 weist ein übliches X-Y-Z-Koordinatensystem mit einem Ursprung am Schwerpunkt 28 des Fußabschnittes 22 auf. Dieses Koordinatensystem enthält: Eine axiale X-Achse, die im wesentlichen parallel zu einer longitudinalen Mittellinie des Gasturbinentriebwerks verläuft, eine tangentiale Y-Achse, die auf der X-Achse senkrecht steht und einen positiven Ast in der Drehrichtung der Turbinenscheibe 11 aufweist, und eine radiale Z-Achse, die eine Längsachse der Schaufel 10 darstellt, die koaxial mit einer radialen Achse des Gasturbinentriebwerks ausgerichtet ist.

Wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist, besitzt der strom­ linienförmige Abschnitt 12 der Schaufel 10 eine aerodynamische Oberflächenform, die eine Vorderkante 32 und eine Hinterkante 34 aufweist, zwischen denen sich eine im allgemeinen konvexe Saugseite 36 und eine im allgemeinen konkave Druckseite 38 er­ streckt. Die Druckseite 38 ist im allgemeinen in negativer Richtung in bezug auf die tangentiale Bezugsachse Y gerichtet, und die Saugseite 36 ist diesbezüglich im allgemeinen in einer positiven Richtung gerichtet. Jeder der mehreren Querabschnitte des stromlinienförmigen Abschnittes 12 der Schaufel 10 hat sein eigenes allgemein bekanntes Hauptkoordinatensystem. In Fig. 2 ist ein Hauptkoordinatensystem als ein Beispiel für den Zwischenabschnitt 20 mit einer I_max-Achse und einer I_min-Achse dargestellt. Das Hauptkoordinatensystem hat einen Ur­ sprung an dem Schwerpunkt 26 des Zwischenabschnittes 20. I_max stellt eine Achse eines maximalen Trägheitsmomentes dar, um das der Zwischenabschnitt 20 seine maximale Steifigkeit oder Biegebeständigkeit hat, und I_min stellt eine Achse des mini­ malen Trägheitsmomentes dar, um die der Zwischenabschnitt 20 eine minimale Steifigkeit oder eine minimale Biegebeständig­ keit besitzt.

Ein übliches Verfahren der Gestaltung der Schaufel 10 beinhal­ tet, daß der stromlinienförmige Abschnitt 12 gestaltet wird, um eine bevorzugte aerodynamische Oberflächenkontur zu er­ halten, wie sie durch die Saugseite 36 und die Druckseite 38 dargestellt ist. Die Stapelachse 30 des stromlinienförmigen Abschnitts 30 würde üblicherweise linear bzw. gradlinig und koaxial mit der radialen Bezugsachse Z gemacht. Ein geeigneter Schwalbenschwanz 14 und eine mögliche Plattform 16 würden hin­ zugefügt, und die gesamte Schaufel 10 würde dann analysiert werden zum Definieren eines die Lebensdauer beschränkenden Ab­ schnitts, der beispielsweise der Zwischenabschnitt 20 sein kann, der üblicherweise zwischen etwa 40% und etwa 70% der Strecke vom Fuß 22 zur Spitze 18 des stromlinienförmigen Ab­ schnitts 20 angeordnet ist. Selbstverständlich ist das Ana­ lysieren der Schaufel 10 zum Definieren eines die Lebensdauer beschränkenden Abschnittes relativ komplex und kann Zentri­ fugal-, Gas- und thermische Belastungen der Schaufel 10 um­ fassen, wie es durch bekannte Verfahren ausgeführt wird.

Gemäß der vorliegenden Erfindung jedoch enthält das Verfahren zum Gestalten der Schaufel 10 ferner eine Neugestaltung der Schaufel mit geradlinigen Stapelachse, d. h. der Bezugsschau­ fel, um eine nicht-lineare bzw. nicht-geradlinige, gekippte Stapelachse 30 zu erhalten, die für eine Druckkomponente der Biegebeanspruchung in dem vorbestimmten, die Lebensdauer be­ grenzenden Abschnitt sorgt.

Aus den Fig. 1 und 2 wird deutlich, daß, wenn die Stapel­ achse 30 von der radialen Bezugsachse Z beabstandet ist, bei einer zentrifugalen Belastung auf den stromlinienförmigen Abschnitt 12 die an den Schwerpunkten, beispielsweise Schwer­ punkt 26, wirksame Zentrifugalkraft die Tendenz hat, die Stapelachse 30 zu drehen oder zu biegen in Richtung auf die ra­ diale Bezugsachse Z, wodurch eine Biegebeanspruchung eingeführt oder induziert wird.

Somit wird deutlich, daß durch richtiges Schwenken bzw. Neigen und Ausbildung eines Abstandes der Stapelachse 30 von der ra­ dialen Bezugsachse Z eine Druckkomponente der Biegebeanspru­ chung hervorgerufen werden kann sowohl an der Vorderkante 32 als auch der Hinterkante 34 des Zwischenabschnittes 20 auf­ grund der Biegung um die I_min-Achse, wie es in Fig. 2 darge­ stellt ist. Selbstverständlich wird aufgrund des Kräftegleich­ gewichts eine ausgleichende Zugkomponente der Biegebeanspru­ chung gleichzeitig eingeführt in der Saugseite 36 des Zwischen­ abschnittes 20 und im allgemeinen an positiven Werten der I_max-Achse.

Insbesondere in Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel der Stapel­ achse 30 gemäß der Erfindung aus der Sicht der Y-Z-Ebene darge­ stellt. Die Stapelachse 30 ist als nicht-linear von dem Schwer­ punkt 28 des Fußabschnittes 22 zum Schwerpunkt 24 des Spitzen­ abschnittes 18 beschrieben und kann dazwischen entweder gerad­ linige oder gekrümmte Abschnitte aufweisen. Solange die Stapel­ achse 30 Abschnitte aufweist, die sich von der radialen Bezugs­ achse Z weg und im Abstand von dieser in einer positiven Rich­ tung erstrecken in bezug auf die tangentiale Bezugsachse Y, werden Druckkomponenten der Biegebeanspruchung an der Vorder­ kante 32 und der Hinterkante 34 des stromlinienförmigen Ab­ schnitts 12 hervorgerufen.

Die Stapelachse 30 weist einen ersten Abschnitt 40, der sich von dem Schwerpunkt 28 des Fußabschnittes 22 zum Schwerpunkt 26 des Zwischenabschnittes 20 erstreckt, und einen zweiten Abschnitt 42 auf, der sich vom Schwerpunkt 26 des Zwischenabschnitts 20 zum Schwerpunkt 24 des Spitzenabschnitts 18 erstreckt. Weiter­ hin ist als eine Bezugsgröße eine geradlinige geneigte Stapel­ achse 44 dargestellt, die sich vom Schwerpunkt 28 des Fußab­ schnittes 22 zum Schwerpunkt 24 des Spitzenabschnitts 18 erstreckt. Die Stapelachse 30 weist eine durch die gestrichelte Linie 46 dargestellte mittlere Steigung auf, die, wie aus Fig. 3 zu ersehen ist, größer ist als die Steigung der Bezugs­ achse 44 und sie ist zwischen der radialen Bezugsachse Z und der Bezugsstapelachse 44 angeordnet.

Wenn beispielsweise angenommen wird, daß der die Lebensdauer begrenzende Abschnitt des stromlinienförmigen Teils 12 an dem Zwischenabschnitt 20 angeordnet ist, wird deutlich, daß eine Druckkomponente der Biegebeanspruchung in dem Zwischenabschnitt 20 hervorgerufen werden kann, indem entweder die geradlinige Stapelachse 44 oder die nicht-geradlinige Stapelachse 30 ver­ wendet wird. Um die gewünschte Biegebeanspruchung an dem Zwi­ schenabschnitt 20 hervorzurufen, muß die Stapelachse 30 in be­ zug auf die radiale Bezugsachse Z an diesen Abschnitten radial außen von dem Zwischenabschnitt 20, d. h. dem zweiten Abschnitt 42 der Stapelachse 30 geneigt sein.

Die Steigung der Stapelachse 30 ist im allgemeinen umgekehrt proportional zu der Größe der Biegebeanspruchung, die an dem Zwischenabschnitt 20 realisierbar ist. Deshalb sind in dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, wie es in den Fig. 1 bis 6 gezeigt ist, relativ kleine Werte der Steigung des zweiten Abschnittes 42 vorgezogen und sie führen zu relativ großen Werten der eingeführten Biegebeanspruchung in dem Zwi­ schenabschnitt 20. Es wird jedoch auch ein relativ großer Wert der durchschnittlichen Steigung 46 vorgezogen, so daß eine re­ lativ kleine Biegebeanspruchung gleichzeitig in dem Fußab­ schnitt 22 hervorgerufen wird. Zusätzlich hat der zweite Ab­ schnitt 42 der Stapelachse 30 weniger Steigung als ein ver­ gleichbarer Abschnitt 44a der geradlinigen Bezugsstapelachse 44, woraus deutlich wird, daß dadurch relativ mehr Biegebean­ spruchung an dem Zwischenabschnitt 20 hervorgerufen werden kann.

Jedoch ist nicht nur die geradlinige Bezugsstapelachse 44 weni­ ger wirksam bei der Einführung der gewünschten Biegebeanspruchung in dem Zwischenabschnitt 20, sondern da die Bezugsstapelachse 44 geradlinig ist vom Schwerpunkt 28 zum Schwerpunkt 24, wer­ den wesentliche, unerwünschte Biegebeanspruchungen auch an dem Fußabschnitt 22 hervorgerufen. Diese erhöhten Biegebeanspru­ chungen am Fußabschnitt 22 sind eine Begrenzung für die Größe der Biegebeanspruchung, die durch die lineare Bezugsstapel­ achse 44 in dem die Lebensdauer begrenzenden Abschnitt des stromlinienförmigen Teil 12 einführbar sind, da dadurch der die Lebensdauer beschränkende Abschnitt verschoben werden kann von dem Zwischenabschnitt 20 zum Fußabschnitt 22.

Dagegen wird, weil die Durchschnittssteigungslinie 46 der nicht­ linearen Stapelachse 30 eine größere Größe hat als diejenige der Bezugsstapelachse 44, deutlich, daß die nicht-lineare Stapelachse 30 nicht nur für eine erhöhte Biegebeanspruchung an den Zwischenabschnitt 20 sorgt, sondern auch für weniger Biegebeanspruchung am Fuß 22 im Vergleich zu derjenigen, die durch die geradlinige Bezugsstapelachse 44 ausgebildet wird. Demzufolge ist eine nicht-geradlinige Stapelachse 30 wirksamer für die Einführung der gewünschten Druckkomponenten der Biege­ beanspruchung an den die Lebensdauer begrenzenden Abschnitt, wenn die Biegebeanspruchungen am Fußabschnitt 22 nicht in nach­ teiliger Weise vergrößert werden.

Die Stapelachse 30 gemäß dem in Fig. 3 dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiel enthält Abschnitte, die auf zwei Seiten der ra­ dialen Bezugsachse Z angeordnet sind, die zur Erzielung einer erhöhten Biegebeanspruchung an dem Zwischenabschnitt 20 wirk­ sam sind, ohne daß die Biegebeanspruchung am Fußabschnitt 22 in nachteiliger Weise erhöht wird. Der erste Abschnitt 40 hat eine erste durchschnittliche Steigung zwischen dem Schwerpunkt 28 und dem Schwerpunkt 26, und der zweite Abschnitt 42 hat eine durchschnittliche Steigung zwischen dem Schwerpunkt 26 und dem Schwerpunkt 24, wobei der zweite Abschnitt einen negativen Sinn besitzt in bezug auf die erste Steigung. Weiterhin er­ streckt sich der erste Abschnitt 40 von dem Schwerpunkt 28 und ist von der radialen Bezugsachse Z weg in einer im allge­ meinen negativen Richtung der Y-Achse geschwenkt bzw. geneigt, wodurch die erste Steigung einen negativen Wert besitzt. Der zweite Abschnitt 42 erstreckt sich von dem Schwerpunkt 26 in positiver Richtung der Y-Achse und mit einer positiven Steigung, wodurch der zweite Abschnitt 42 die radiale Bezugsachse Z an einem Punkt schneiden kann und sich in die positive Seite der Y-Achse erstreckt.

Da die Stapelachse 30 Abschnitte auf beiden Seiten der radialen Bezugsachse Z hat, wird deutlich, daß die mittlere Steigungs­ linie 46 der Stapelachse 30 einen größeren Wert hat, als er an­ derenfalls auftreten würde, wenn die Stapelachse 30 allein auf der einen Seite der radialen Bezugsachse Z angeordnet wäre. Die­ se Anordnung gestattet, daß der zweite Abschnitt 42 eine rela­ tiv kleine, zweite Steigung hat zur Einführung von einer wesent­ lich größeren Druckkomponente der Biegebeanspruchung an der Vorderkante 32 und der Hinterkante 34, beispielsweise an dem Zwischenabschnitt 20.

Das in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel gestattet des­ halb nicht nur eine Vergrößerung der gewünschten Druckbean­ spruchung an dem Zwischenabschnitt 20, sondern hat auch ver­ minderte Beanspruchungen am Fußabschnitt 22 zur Folge, da die Linie 46 für die mittlere Steigung im wesentlichen nahe an, wenn nicht sogar koaxial mit, der radialen Bezugsachse Z gemacht werden kann.

Fig. 4 stellt eine Endansicht des stromlinieförmigen Abschnitts 12 von der Hinterkante 34 dar. Der stromlinienförmige Abschnitt 12 enthält ferner einen im wesentlichen ebenen, relativ dünnen und flexiblen plattenförmigen Hinterkantenabschnitt 48, der sich von dem Spitzenabschnitt 18 radial nach innen erstreckt und sich bis zum Fußabschnitt 22 erstrecken kann, wie es in Fig. 4 dar­ gestellt ist. Der Hinterkantenabschnitt 48 definiert eine Hin­ terkantenebene und ist in einem Winkel B von der X-Achse in Richtung auf die Y-Achse angeordnet. Gemäß einem weiteren Merk­ mal der Erfindung ist der Hinterkantenabschnitt 48 nicht in einer Querrichtung geneigt und ist in einer im wesentlichen ra­ dialen Richtung orientiert, wie es zusätzlich in Fig. 2 dar­ gestellt ist. Dies wird vorgezogen für minimale zentrifugale Biegebeanspruchungen in dem Hinterkantenabschnitt 48, die an­ derenfalls erzeugt würden, wenn der Hinterkantenabschnitt 48 in einem Winkel in bezug auf die radiale Achse Z angeordnet wäre. Dies sorgt dafür, daß eine Verformung des Hinterkantenabschnit­ tes 48 verhindert wird, die anderenfalls auftreten würde, um dadurch wesentliche Veränderungen in der aerodynamischen Form des Hinterkantenabschnittes 14 und auch eine lokalisierte Kriech­ verformung zu verhindern.

Um die bevorzugte radiale Orientierung des Hinterkantenabschnit­ tes 48 beizubehalten und um die gewünschten Druckkomponenten der Biegebeanspruchung in der Vorderkante 32 und der Hinter­ kante 34 einzuführen, ist die Stapelachse 30 geneigt oder in einer Richtung vorwiegend parallel zur Orientierung des Hinter­ kantenabschnittes 48 angeordnet und deshalb liegt sie im wesent­ lichen in einer Ebene, die im wesentlichen parallel zur Hinter­ kantenebene ausgerichtet ist.

Wie insbesondere in Fig. 5 dargestellt ist, ist die Stapel­ achse 30 in einem Winkel B in bezug auf die X-Achse zur Y-Achse angeordnet. Der Winkel B stellt die Orientierung des Hinterkan­ tenabschnittes 48 in der X-Y-Ebene dar, wie es in den Fig. 2 und 4 gezeigt ist. Obwohl die Stapelachse 30 nicht in einer Richtung im wesentlichen parallel zur Y-Achse angeordnet ist, weist sie Komponenten in der positiven Richtung der Y-Achse auf, die somit die bevorzugte Druckkomponente der Biegebeanspruchung in der Vorderkante 32 und der Hinterkante 34 hervorrufen.

Ein weiterer, durch die Erfindung erzielbarer Vorteil durch die Neigung der Stapelachse 30 vorwiegend in einer Richtung parallel zur Orientierung des Hinterkantenabschnitts 48 ist in Fig. 6 dargestellt. Durch das Schwenken bzw. Neigen der Stapelachse 30, wie es vorstehend beschrieben ist, wird deutlich, daß für eine gegebene aerodynamische Oberflächenform die Vorderkante 32 von der radialen Bezugsachse Z weg geschwenkt und die Hinterkante 34 in Richtung auf die radiale Bezugsachse Z geschwenkt wird. Deshalb hat der geneigte stromlinienförmige Abschnitt 12 ge­ mäß der vorliegenden Erfindung im Vergleich zu einem nicht- geschwenkten stromlinienförmigen Abschnitt, wie er teilweise durch die gestrichelte Linie 50 dargestellt ist, keinen Hinter­ kanten-Spitzenabschnitt 52 der direkt radial außen von einem Hinter­ kanten-Zwischenabschnitt 54 angeordnet ist.

Der stromlinienförmige Abschnitt 12 weist einen Vorderkanten-Spit­ zenbereich 56 auf, der radial außen von dem Vorderkanten-Zwi­ schenbereich 58 und in positiver X-Richtung davon angeordnet ist. In ähnlicher Weise erstreckt sich der Hinterkanten-Spit­ zenbereich 52 in positiver X-Richtung von dem Hinterkanten-Zwischen­ bereich 54, aber er ist nicht direkt radial außen da­ von angeordnet und läßt somit einen Raum 52′, der anderen­ falls ein Hinterkanten-Spitzenbereich des stromlinienförmi­ gen Abschnitts 12 sein würde. Die Bedeutung dieses Merkmals liegt darin, daß der Hinterkanten-Zwischenbereich 54 deshalb einer kleineren Zentrifugalbelastung und daraus resultieren­ den Beanspruchungen ausgesetzt ist, da eine Zentrifugalbe­ lastung aus dem Hinterkanten-Spitzenbereich 52 vorwiegend durch einen Mittelabschnitt 60 des stromlinienförmigen Ab­ schnitts 12 verteilt wird. Obwohl der Vorderkanten-Zwischen­ bereich 58 nun die Zentrifugalbelastung aufnehmen muß, da der Vorderkanten-Spitzenbereich 56 darüber angeordnet ist, ist die erhöhte Beanspruchung an dem Vorderkanten-Spitzenbe­ reich 58 relativ klein, da der Vorderkanten-Zwischenbereich 58 eine wesentlich größere Querschnittsfläche besitzt als der Hinterkanten-Zwischenbereich 54.

Claims (3)

1. Laufschaufel für ein Gasturbinentriebwerk, mit einem Schwalbenschwanzabschnitt (14) und einem eine Vorderkante (32) und eine Hinterkante (34) aufweisenden stromlinien­ förmigen Abschnitt (12), der Querschnitte einschließlich einem Fuß- (22), Zwischen- (20) und Spitzenquerschnitt (18) aufweist, deren jeweilige Schwerpunkte (28, 26, 24) zusammen eine sogenannte Stapelachse (30) bilden, und radiale und tangentiale Bezugsachsen (Z, Y) sich von dem Schwerpunkt (28) des Fußquerschnitts (22) nach außen erstrecken, wobei die Stapelachse (30) ausgehend von dem Schwerpunkt (28) des Fußquerschnitts (22) nicht-linear ist und an dem Schwerpunkt (24) des Spitzenquerschnitt (18) im Abstand von der radialen Bezugsachse (Z) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß
die Stapelachse (30) ausgehend von dem Schwerpunkt (28) des Fußquerschnitts (22) bis zum Schwerpunkt (26) des Zwischen­ querschnitts (20) einen ersten Abschnitt (40) aufweist, der sich von der radialen Bezugsachse (Z) weg in negativer Richtung in bezug auf die tangentiale Bezugsachse (Y) erstreckt,
und die Stapelachse (30) von dem Schwerpunkt (26) des Zwischenquerschnitts (20) bis zum Schwerpunkt (24) des Spitzenquerschnitts (18) einen zweiten Abschnitt (42) aufweist, der sich in bezug auf die tangentiale Bezugsachse (Y) in positiver Richtung erstreckt und die radiale Bezugsachse (Z) schneidet.

2. Laufschaufel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Abschnitt (40) einen größeren absoluten Betrag der Steigung als der zweite Abschnitt (42) besitzt.

3. Laufschaufel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der stromlinienförmige Abschnitt (12) einen im wesentlichen ebenen Hinterkantenabschnitt (48) aufweist, der eine Hinterkantenebene definiert, und daß die Stapelachse (30) in einer Ebene liegt, die mit der Hinterkantenebene im wesentlich parallel gerichtet ist.