Турбинные лезвия являются важным компонентом турбинной секции в газовом турбинном двигателе. Высокоскоростные вращающиеся лезвия отвечают за привлечение высокотемпературных и высоких газовых потоков в сборе для поддержания работы двигателя. Чтобы обеспечить стабильную и длительную работу в рамках экстремальной среды высокой температуры и высокого давления, лопасти турбины часто подковынуты с высокими температурными сплавами и охлаждаются различными способами, такими как внутреннее охлаждение воздушного потока, охлаждение пограничного слоя или тепловые барьерные покрытия. Для защиты лезвий для обеспечения надежности во время работы. Как в паровых, так и в газовых турбинных двигателях металлическая усталость лопастей является наиболее важной причиной отказа двигателя. Усталость металла может быть вызвана сильной вибрацией или резонансом. Инженеры часто используют амортизаторы трения, чтобы минимизировать повреждение лезвий, вызванных этими факторами.
Лезвие турбинного двигателя, как правило, подвергаются большим рабочим напряжению и высокой рабочей температуре, а изменения напряжения и температуры являются более частыми и насильственными, в дополнение к проблемам с коррозией и износом, требования его условий труда очень резкие, поэтому требуется высокая точность обработки клинок. В то же время, чтобы повысить эффективность турбины, форма поверхности лезвия турбины обычно предназначена как скрученная переменная поверхность поперечного сечения, форма сложна. Следовательно, точное геометрическое моделирование турбинного лезвия становится необходимой предпосылкой для обработки турбин. Суть геометрического моделирования турбинных лопастей заключается в том, чтобы найти способ эффективного удовлетворения требований представления формы и геометрического дизайна, а также облегчить обмен информацией о форме и данных о продукте математические методы для описания поверхности турбинного лезвия.
В двигателе газовой турбины одна турбинная стадия состоит из вращающегося диска, на котором есть много турбинных лопастей и стационарного кольца из сопла направляющих лопастей перед лопастями перед лезвиями. Турбина подключена к компрессору с помощью вала (полная вращающаяся сборка иногда называла «катушкой»). Воздух сжимается, повышая давление и температуру, когда он проходит через компрессор. Затем температура повышается за счет сжигания топлива внутри сгорания, которое расположено между компрессором и турбиной. Высокотемпературный газ высокого давления проходит через турбину. Стадии турбины извлекают энергию из этого потока, снижая давление и температуру газа и переносят кинетическую энергию в компрессор. То, как работает турбина, аналогично тому, как работает компрессор, только наоборот, например, в отношении обмена энергией между газом и машиной. Существует прямая связь между тем, насколько изменяется температура газа (увеличение компрессора, уменьшение турбины) и входом мощности вала (компрессор) или выходом
Для турботендованного двигателя количество турбинных стадий, необходимых для привлечения вентилятора, увеличивается с обходным рационом, если только скорость турбины не может быть увеличена, добавив коробку передач между турбиной и вентилятором, в этом случае требуется меньше стадий. Количество турбинных стадий может оказать большое влияние на то, как лопасти турбины предназначены для каждой стадии. Многие газовые турбинные двигатели представляют собой конструкции с двумя залами, а это означает, что есть катушка высокого давления и катушка с низким давлением. Другие газовые турбины используют три катушки, добавляя катушку среднего давления между катушкой с высоким и низким давлением. Турбина высокого давления подвергается воздействию самого горячего воздуха с самого высокого давления, а турбина с низким давлением подвергается более прохладному воздуху более низкого давления. Разница в условиях приводит к конструкции турбинных лопастей высокого давления и низкого давления, которые значительно различаются по материалам и выбору охлаждения, даже если аэродинамические и термодинамические принципы одинаковы. В этих тяжелых условиях эксплуатации внутри газовых и паровых турбин лезвия сталкиваются с высокой температурой, высокими напряжениями и потенциально высокими вибрациями. Парные турбинные лопасти являются критическими компонентами на электростанциях, которые преобразуют линейное движение высокотемпературного и высокого давления пар, текущего вниз по градиенту давления в вращательное движение турбинного вала.
