本發(fā)明涉及用于在發(fā)電和航空工業(yè)中使用的燃?xì)鉁u輪機(jī)的陶瓷基復(fù)合（“CMC”）葉片，并且特別地涉及一種新型CMC葉片，其保持在固定壓力下以防止由于長(zhǎng)期使用期間對(duì)葉片產(chǎn)生的異物損傷而損害葉片腔（否則其可能導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)的災(zāi)難性故障）。本發(fā)明得到政府支持，在能源部授予的合同第DE-FC26-05NT42643號(hào)下完成。政府享有本發(fā)明的某些權(quán)益。

背景技術(shù)：
多年來(lái)，燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的性能標(biāo)準(zhǔn)不斷地增加，發(fā)動(dòng)機(jī)效率相應(yīng)地改善、推重比更佳、排放更低并且燃料消耗改善。然而，燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)溫度常常達(dá)到或超過(guò)構(gòu)造材料的極限，由此損害發(fā)動(dòng)機(jī)的熱部段中的部件（特別是燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)葉片）的結(jié)構(gòu)完整性。因此，由于燃?xì)鉁u輪機(jī)操作溫度增加，因此已開(kāi)發(fā)出各種方法來(lái)幫助保護(hù)轉(zhuǎn)子和渦輪機(jī)部段中的葉片，例如對(duì)于燃燒器和渦輪機(jī)葉片使用高溫合金。最初，將陶瓷熱屏障涂層（“TBC”）應(yīng)用于暴露于熱燃燒廢氣的部件的表面以便減小傳熱率，并且為底層金屬和合金部件提供熱保護(hù)。這樣的改進(jìn)有助于減小基底金屬的峰值溫度和熱梯度。在當(dāng)今時(shí)代，陶瓷基復(fù)合材料（“CMC”）作為在常規(guī)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)中使用的許多高溫合金的替代物被開(kāi)發(fā)。CMC提供勝過(guò)金屬葉片的改善承溫能力和密度優(yōu)點(diǎn)，常常使它們?cè)诟乱淮臏u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的更高預(yù)期操作溫度下成為選擇材料。也已開(kāi)發(fā)出許多新的制造技術(shù)來(lái)使用CMC構(gòu)造材料生產(chǎn)質(zhì)量更好的發(fā)動(dòng)機(jī)部件，特別是渦輪機(jī)葉片。例如，現(xiàn)在由滲透有熔融硅的纖維材料形成碳化硅CMC，例如由 “Silcomp”工藝制造的產(chǎn)品。用于形成CMC部件的其它技術(shù)包括聚合物滲透和熱解（polymerinfiltrationandpyrolysis，“PIP”）和漿料鑄造熔融滲透（“MI”）工藝。所有這樣的工藝集中于在不犧牲發(fā)動(dòng)機(jī)性能的情況下改善燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)部件的結(jié)構(gòu)完整性。直到現(xiàn)在還在繼續(xù)努力開(kāi)發(fā)具有高強(qiáng)度、長(zhǎng)細(xì)絲復(fù)合在輕質(zhì)基體中的改進(jìn)復(fù)合轉(zhuǎn)子葉片、定子葉片和翼型。阻礙引入新型輕質(zhì)復(fù)合燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的一個(gè)問(wèn)題是它們比較容易受到異物損傷。許多類(lèi)型和尺寸的異物會(huì)被帶入燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)（特別是航空發(fā)動(dòng)機(jī)）的入口中，范圍從鳥(niǎo)類(lèi)到冰雹、砂子和塵粒。來(lái)自異物的渦輪機(jī)損傷典型地呈現(xiàn)兩種形式。較小物體會(huì)侵蝕CMC葉片材料并最終減小效率，并且降低發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。由較大物體產(chǎn)生的任何撞擊會(huì)破裂或刺穿葉片，并且被撞擊葉片的部分甚至?xí)怀端砷_(kāi)、并且導(dǎo)致對(duì)相鄰和下游葉片或其它關(guān)鍵發(fā)動(dòng)機(jī)部件的大范圍二次損傷。異物損傷的影響似乎在高旁路燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的低壓壓縮器中最大。已嘗試了各種設(shè)計(jì)改進(jìn)以試圖防止由于異物引起的復(fù)合葉片故障，例如包括保護(hù)前緣葉片帶，其幫助防止災(zāi)難性葉片故障，同時(shí)為葉片提供一定的侵蝕保護(hù)，特別是沿著前緣。邊緣保護(hù)帶允許撞擊的能量（例如由于鳥(niǎo)擊引起）向下傳遞到葉片的后緣。然而，甚至撞擊能量的消散也可以導(dǎo)致葉片局部地振蕩、和/或在不同程度上位移，并且最終出故障。后緣的任何振蕩或大快速位移也引起葉片基體的應(yīng)變，所述應(yīng)變可以超過(guò)材料系統(tǒng)極限、并且產(chǎn)生內(nèi)部脫層和/或葉片表面破裂。撞擊葉片的物體甚至可以導(dǎo)致邊緣材料的損失和轉(zhuǎn)子不平衡，這又限制發(fā)動(dòng)機(jī)速度和功率。盡管CMC材料很耐高溫（遠(yuǎn)高于金屬），但是廢氣流中的水蒸汽會(huì)導(dǎo)致基體（matrix）的快速退化，并且因此材料通常必須涂覆有環(huán)境屏障涂層（“EBC”）以便保護(hù)底層基體免于存在于燃燒氣流中的水蒸汽。不幸的是，CMC部件上的熱涂層的使用不能防止由于操作期間物體撞擊在葉片上引起的渦輪機(jī)葉片自身的破裂，特別是沿著 前緣。因此，如果由于異物損傷或通過(guò)其它手段（例如熱機(jī)械震動(dòng)）發(fā)生EBC的任何穿透，則底層CMC材料面臨由于暴露于熱氣體路徑中的任何水分的增加而引起的加速退化。所以在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域中在熱氣體路徑中的陶瓷基復(fù)合材料的使用方面仍然存在明顯的設(shè)計(jì)問(wèn)題。盡管加入屏障涂層（EBC）有助于密封基體并且保護(hù)它免于熱氣體攻擊，但是異物損傷的問(wèn)題仍然存在，特別是穿透涂層的撞擊。如下詳細(xì)所述，作為改善葉片和發(fā)動(dòng)機(jī)性能的長(zhǎng)期可靠性的明顯階躍變化已開(kāi)發(fā)出一種新型陶瓷基復(fù)合葉片。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明包括一種用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中的新型翼型和CMC葉片，其具有保證更長(zhǎng)壽命的設(shè)計(jì)，特別是在由撞擊葉片的異物導(dǎo)致的翼型損傷的情況下。本發(fā)明通過(guò)使用干、冷空氣以即使在CMC基體的最初穿透之后也保護(hù)葉片的結(jié)構(gòu)完整性而提供一種二次葉片保護(hù)的獨(dú)特方法。當(dāng)在本說(shuō)明書(shū)中使用時(shí)，描述用于加壓和保持轉(zhuǎn)子葉片的內(nèi)腔的空氣的術(shù)語(yǔ)“冷”表示在遠(yuǎn)低于燃?xì)鉁u輪機(jī)廢氣的正常溫度、并且典型地遠(yuǎn)低于900°F的溫度下的空氣的供應(yīng)。當(dāng)在本說(shuō)明書(shū)中使用時(shí)，術(shù)語(yǔ)“葉片”包括翼型部分、葉片柄部、鳩尾榫連接部和葉片平臺(tái)。本說(shuō)明書(shū)中所述的示例性CMC葉片包括：彎曲翼型（有時(shí)被稱(chēng)為燃?xì)鉁u輪機(jī)“槳葉”），所述翼型具有前緣和后緣以及壓力側(cè)表面和吸力側(cè)表面；葉片柄部，所述葉片柄部固定到所述翼型的下端；一個(gè)或多個(gè)內(nèi)部流體腔，所述內(nèi)部流體腔布置在所述翼型內(nèi)使得密封每個(gè)內(nèi)部流體腔；在下端與所述葉片柄部流體連通的入口流體通道；一個(gè)或多個(gè)流體通路，所述流體通路形成于所述葉片柄部中，對(duì)應(yīng)于所述內(nèi)部流體腔的每一個(gè)；以及流體泵和/或壓縮器，用于將加壓流體（通常是冷、干空氣）源連續(xù)地提供給每個(gè)翼型中的內(nèi)部流體腔的每一個(gè)。重要地，在由于異物撞擊或其它損傷引起的一個(gè)或多個(gè)腔的破裂 的情況下，冷、干空氣源在壓力和體積上足以保持到達(dá)如上所述的內(nèi)部流體腔的每一個(gè)的最小連續(xù)空氣流量。因而，根據(jù)本發(fā)明的方法用于延長(zhǎng)在操作期間可能受到損傷的關(guān)鍵發(fā)動(dòng)機(jī)部件（特別是轉(zhuǎn)子葉片）的壽命，否則可能導(dǎo)致災(zāi)難性發(fā)動(dòng)機(jī)故障。根據(jù)本發(fā)明的CMC葉片可以使用被稱(chēng)為“鏤空工藝（hollowfashion）”的CMC基體復(fù)合材料制造工藝進(jìn)行制造。葉片形成有至少一個(gè)、并且優(yōu)選多個(gè)整體內(nèi)部密封腔，每個(gè)腔具有在葉片柄部中的下端的開(kāi)口。內(nèi)腔大致在復(fù)合葉片的整個(gè)長(zhǎng)度上延伸，以形成一個(gè)或多個(gè)整體葉片室。每個(gè)葉片也具有直接給送到相應(yīng)葉片腔的每一個(gè)中的空氣進(jìn)入通道。不同于已知的現(xiàn)有技術(shù)的CMC基體葉片和金屬設(shè)計(jì)，不從葉片提供出口空氣通道，并且因此在沒(méi)有異物損傷的情況下腔不允許空氣流動(dòng)進(jìn)入或通過(guò)腔。相反地，葉片變?yōu)橛衫?、干空氣源加壓，并且即使在最初破裂之后也保持加壓和穩(wěn)定。如果葉片的任何部分（特別是沿著前緣）由于葉片上的撞擊事件所引起的穿透到一個(gè)或多個(gè)內(nèi)腔中而受損，葉片的內(nèi)和外部段之間的壓力差將仍然足以保證空氣從加壓源連續(xù)（并且可檢測(cè)）流動(dòng)到葉片腔中。通過(guò)從轉(zhuǎn)子腔連續(xù)地排出冷空氣和干空氣，葉片腔不會(huì)由于源自渦輪機(jī)流動(dòng)路徑的熱和濕燃燒空氣的引入而受損?？諝馔ǔＪ褂眠m配件和葉片柄部中的流體開(kāi)口直接被排出到葉片中。系統(tǒng)也被設(shè)計(jì)成適應(yīng)并且連續(xù)地控制由于物體撞擊引起的任何泄漏，以便防止進(jìn)一步的葉片退化和/或葉片或可能整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的災(zāi)難性故障。附圖說(shuō)明圖1是具有根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的示例性整體內(nèi)部葉片腔加壓系統(tǒng)（在本說(shuō)明書(shū)中被稱(chēng)為“底部給送葉片加壓”）的CMC復(fù)合渦輪機(jī)葉片的透視圖；圖2是具有替代整體內(nèi)部葉片腔加壓系統(tǒng)（在本說(shuō)明書(shū)中被稱(chēng)為 “柄部給送葉片加壓”）的CMC復(fù)合渦輪機(jī)葉片的透視圖；圖3是圖1中所示的復(fù)合CMC渦輪機(jī)葉片的前視正視圖，還示出了用于實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)部葉片腔加壓的示例性流體通路；圖4是圖2中所示的復(fù)合CMC渦輪機(jī)葉片的前視正視圖，還示出了用于實(shí)現(xiàn)內(nèi)部葉片腔加壓的替代流體通路；圖5是具有整體內(nèi)部葉片腔加壓系統(tǒng)的示例性CMC復(fù)合渦輪機(jī)葉片的透視圖，并且描繪了圖2的實(shí)施例的獨(dú)立內(nèi)腔和加壓流動(dòng)通道；圖6描繪了燃?xì)鉁u輪機(jī)翼型的橫截面，指示可以使用本說(shuō)明書(shū)中所述的加壓系統(tǒng)限制和控制的可能撞擊損傷的性質(zhì)和位置；圖7是對(duì)CMC葉片造成的熱氣體路徑損傷退化的預(yù)測(cè)進(jìn)展相比于使用根據(jù)本發(fā)明的腔加壓系統(tǒng)的預(yù)測(cè)退化的圖形表示；圖8是根據(jù)本發(fā)明的用于實(shí)現(xiàn)燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中的CMC復(fù)合葉片的加壓的期望水平的簡(jiǎn)化工藝流程圖；圖9是示例性燃?xì)鉁u輪機(jī)轉(zhuǎn)子組件的橫截面圖，描繪了用于結(jié)合其它圖（特別是圖3-5和8）描述的內(nèi)腔壓力系統(tǒng)的標(biāo)稱(chēng)流量剖面，并且示出了定位在轉(zhuǎn)子組件內(nèi)的不同位置的示例性壓力換能器的使用；以及圖10是當(dāng)燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)繼續(xù)操作時(shí)隨著時(shí)間記錄的內(nèi)腔壓力信號(hào)的圖形表示，并且示出了由于物體撞擊發(fā)生破裂之后指定渦輪機(jī)葉片的可能故障模式。具體實(shí)施方式參考附圖，圖1描繪了具有根據(jù)本發(fā)明的示例性整體內(nèi)部葉片腔加壓機(jī)構(gòu)（在本說(shuō)明書(shū)中被稱(chēng)為“底部給送葉片加壓”）的CMC復(fù)合渦輪機(jī)葉片的示例性實(shí)施例。彎曲葉片（其在許多燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中使用）大體上在10處描繪，并且包括前緣11和后緣12?！叭~片”包括包含翼型部分23（其接收來(lái)自燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的熱廢氣）、葉片柄部15、鳩尾榫連接部14和葉片平臺(tái)16的整個(gè)物品。葉片的彎曲配 置提供在前緣和后緣之間延伸的翼型的壓力和吸力側(cè)表面。示例性翼型可以由各種CMC制造技術(shù)生產(chǎn)，所述制造技術(shù)包括通過(guò)編織或其它已知的制造方法形成期望形狀的陶瓷纖維（例如碳化硅）的預(yù)成型體，并且然后用基體材料滲透預(yù)成型體?？梢酝扛差A(yù)成型體以用于與基體粘合，例如使用化學(xué)氣相滲透、漿料滲透燒結(jié)、漿料鑄造或熔融滲透。盡管圖1中所示的示例性葉片可以用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中，但是葉片10可以被配置成用于其它葉片組件（例如壓縮器）或任何其它合適的風(fēng)扇葉片應(yīng)用中。組件包括由陶瓷基復(fù)合材料（例如嵌入碳化硅基體中的碳化硅纖維（“SiC/SiC”））形成的一個(gè)或多個(gè)葉片10。葉片10包括翼型12，熱廢氣流貼靠所述翼型被引導(dǎo)，翼型由鳩尾榫14安裝到渦輪機(jī)輪盤(pán)（未顯示），所述鳩尾榫從翼型12向下延伸、并且配合燃?xì)鉁u輪機(jī)輪盤(pán)的相應(yīng)幾何結(jié)構(gòu)中的狹槽。鳩尾榫14和翼型12的表面由此形成凹交叉，如圖所示。在其它實(shí)施例中，葉片10可以包括對(duì)應(yīng)于其它渦輪機(jī)應(yīng)用的幾何結(jié)構(gòu)。在圖1的實(shí)施例中，多個(gè)渦輪機(jī)葉片10借助于鳩尾榫14固定到渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子輪盤(pán)（未顯示）。也參見(jiàn)圖9，典型地，葉片翼型或槳葉圍繞渦輪機(jī)輪延伸完整的360度，形成整排槳葉。每個(gè)鳩尾榫接頭包括形成于鳩尾榫部分中、設(shè)計(jì)成用于與形成于轉(zhuǎn)子輪的緣邊上的互補(bǔ)鳩尾榫形狀配合和滑動(dòng)配合的成形狹槽。槳葉被設(shè)計(jì)成經(jīng)由形成于輪緣邊中的徑向填充狹槽加入轉(zhuǎn)子輪，即，通過(guò)將槳葉徑向地移動(dòng)到狹槽中、并且然后沿著鳩尾榫凸舌切向地滑動(dòng)槳葉。重復(fù)該過(guò)程直到整排槳葉安裝在輪上。在圖1中的葉片10的實(shí)施例中，整個(gè)CMC葉片包括延伸橫越鳩尾榫14的壓力側(cè)和吸力側(cè)的整體平臺(tái)16。圖1也示出了用于經(jīng)由流體開(kāi)口17和18加壓本發(fā)明的第一實(shí)施例中的整體內(nèi)部葉片腔的示例性機(jī)構(gòu)。可以通過(guò)經(jīng)由葉片開(kāi)口17和18（也參見(jiàn)圖3和4）將連續(xù)空氣流（最終產(chǎn)生穩(wěn)態(tài)內(nèi)部壓力狀態(tài)）引入每個(gè)葉片腔中實(shí)現(xiàn)該類(lèi)型的底部給送加壓。兩個(gè)空氣給送從葉片 鳩尾榫的底緣向上通過(guò)葉片柄部15延伸到CMC腔中。如上所述，加壓空氣通常由外部壓力系統(tǒng)（參見(jiàn)圖8）提供。圖2是相比于圖1的具有第二實(shí)施例中的替代整體內(nèi)部葉片腔加壓系統(tǒng)的CMC復(fù)合渦輪機(jī)葉片的透視圖。該柄部給送葉片加壓系統(tǒng)使用獨(dú)立的內(nèi)部給送通路提供連續(xù)空氣流，所述內(nèi)部給送通路開(kāi)始于葉片柄部中并且進(jìn)入獨(dú)立的葉片腔中，如圖所示。再次地，空氣給送在每個(gè)葉片腔中最終形成穩(wěn)態(tài)內(nèi)部壓力狀態(tài)。然而，在該實(shí)施例中流動(dòng)經(jīng)由較小的葉片空氣通路35和37發(fā)生。與圖1中一樣，獨(dú)立的空氣給送管線從葉片鳩尾榫的底緣向上通過(guò)葉片柄部延伸到獨(dú)立的CMC腔中。加壓空氣再次地由外部空氣壓力系統(tǒng)提供。與圖1中一樣，圖2的實(shí)施例利用具有大體一致的內(nèi)腔的相同的基本彎曲葉片設(shè)計(jì)，具有前緣11和后緣12。圖3是圖1中所示的復(fù)合CMC渦輪機(jī)葉片10的前視正視圖，還示出了用于實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)部葉片腔加壓的示例性流體通路。該實(shí)施例包括葉片翼型23和兩個(gè)內(nèi)部葉片腔13和24，腔13由內(nèi)側(cè)壁19和20限定，并且腔24由側(cè)壁21和22形成。入口流體通道17和18經(jīng)由開(kāi)口將加壓空氣直接給送到腔中，如圖所示。圖3也包括上面結(jié)合圖1所述的鳩尾榫連接部14和葉片柄部15。圖3的實(shí)施例不包括任何出口空氣通道，并且因此一旦被加壓，腔13和24不允許空氣連續(xù)流動(dòng)進(jìn)入或通過(guò)腔，并且因此葉片保持在相對(duì)恒定、穩(wěn)態(tài)壓力下，即使葉片外部由于與外部物體撞擊而發(fā)生微小破裂。圖4描繪了圖2中的CMC復(fù)合渦輪機(jī)葉片的前視正視圖，還示出了用于實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)部葉片腔加壓的流體通路。流體通路34和36經(jīng)由流體進(jìn)入點(diǎn)35和37接收來(lái)自外部源（未顯示）的加壓冷空氣，所述流體進(jìn)入點(diǎn)又直接給送到內(nèi)部葉片腔32和33。再次地，空氣流動(dòng)導(dǎo)致翼型30內(nèi)部的穩(wěn)態(tài)、加壓環(huán)境以防止由高速外部物體撞擊導(dǎo)致的CMC復(fù)合葉片破裂的不利影響。內(nèi)部葉片腔32和33可以大致在翼型的整個(gè)長(zhǎng)度上延伸，或替代地，在翼型的一部分上延伸， 由此限定對(duì)應(yīng)于翼型可能損傷的預(yù)測(cè)區(qū)域的局部葉片腔。圖5是具有根據(jù)本發(fā)明的整體內(nèi)部葉片腔加壓系統(tǒng)的示例性CMC復(fù)合渦輪機(jī)葉片的透視圖，描繪了圖2中的實(shí)施例的獨(dú)立、整體內(nèi)腔和加壓流動(dòng)通道。為了易于參考和清楚起見(jiàn)，相同的附圖標(biāo)記分配給圖5中的相似葉片部件，即，描繪了具有空氣進(jìn)入給送點(diǎn)35和37、以及直接給送到內(nèi)部葉片腔32和33的流體通路的內(nèi)部流體通路34和36。圖6是對(duì)無(wú)涂層CMC葉片造成的熱氣體路徑損傷退化的預(yù)測(cè)進(jìn)展相比于使用本發(fā)明的示例性腔加壓系統(tǒng)的預(yù)測(cè)退化的圖形表示。如圖所示，外部物體對(duì)前緣（“LE”）的撞擊導(dǎo)致CMC復(fù)合葉片材料損傷，如圖所示。通常，即使假設(shè)破裂發(fā)生在葉片腔中的一個(gè)的內(nèi)部，加壓系統(tǒng)也將通過(guò)在撞擊之后保持腔的內(nèi)部的大致恒定的空氣壓力而繼續(xù)保證葉片的結(jié)構(gòu)完整性。另外，加壓防止任何水蒸汽流入葉片內(nèi)部，否則將加速葉片退化。多個(gè)撞擊傳感器也可以定位在葉片前緣的表面上的要害位置，在破裂發(fā)生之后與反饋控制機(jī)構(gòu)一起立即指示破裂的相對(duì)尺寸和位置。圖7描繪了示例性燃?xì)鉁u輪機(jī)翼型的橫截面，指示將使用上述的加壓系統(tǒng)限制和控制的示例性撞擊損傷的性質(zhì)和位置。圖7比較呈CMC復(fù)合葉片內(nèi)部破裂的形式的以英寸計(jì)的葉片退化量、和熱氣體路徑退化的相應(yīng)預(yù)測(cè)量（即，在不利用根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)部流體腔加壓系統(tǒng)的情況下可能的損傷區(qū)域），范圍從僅僅是沿著CMC葉片的前緣的開(kāi)口的最大可能退化的分?jǐn)?shù)的退化量。圖7因此顯示了當(dāng)熱氣體路徑退化隨著時(shí)間繼續(xù)時(shí)，CMC材料的增加凹陷的程度的一般性規(guī)則。當(dāng)單元繼續(xù)操作時(shí)，CMC退化量穩(wěn)定地增加直到開(kāi)口變得太大以致于產(chǎn)生災(zāi)難性葉片故障的可能性。如圖7所示，無(wú)保護(hù)的CMC凹陷可以高達(dá)由上述的新型流體腔加壓保護(hù)的凹陷的20倍。圖7也提供與撞擊之后可以隨著時(shí)間預(yù)測(cè)的壓縮空氣泄漏退化的直接比較，并且因此示出本發(fā)明如何防止否則葉片退化的不可避免的 增加，并且保證燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)可以繼續(xù)操作直到正常維護(hù)停機(jī)發(fā)生。圖8是用于實(shí)現(xiàn)燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中的CMC復(fù)合葉片的加壓的期望水平的簡(jiǎn)化工藝流程圖。由外部空氣壓縮器系統(tǒng)供應(yīng)的冷卻空氣以上述方式直接給送到CMC復(fù)合葉片40、50和60中的單獨(dú)的葉片腔43和53中，在該情況下使用內(nèi)部流動(dòng)通道44和54從壓縮器系統(tǒng)分別通過(guò)空氣給送管線45和55。圖8也顯示了熱氣體流動(dòng)到葉片腔43和53的前緣中的大體方向。如上所述，在沒(méi)有破壞葉片的完整性的情況下，在正常操作期間用于加壓葉片腔的空氣將不流動(dòng)到渦輪機(jī)廢氣中。圖9是燃?xì)鉁u輪機(jī)轉(zhuǎn)子組件的橫截面圖，描繪了使用如上面結(jié)合圖3-5和8描述的示例性壓力系統(tǒng)的流量剖面。圖9也描繪了用于檢測(cè)翼型的結(jié)構(gòu)完整性的破壞的位置的壓力換能器的位置。圖9的實(shí)施例包括多個(gè)周向間隔的中空CMC基體葉片（作為例子顯示為轉(zhuǎn)子翼型74和77），其中的每一個(gè)包括能夠如上所述受到保護(hù)的一個(gè)或多個(gè)內(nèi)腔，即，具有描繪在定子葉片75和79以下的加壓內(nèi)部轉(zhuǎn)子翼型腔70和73。轉(zhuǎn)子翼型的每一個(gè)直接連接到相應(yīng)的柄部，下葉片部段聯(lián)接到增壓室78。例如圖9中所示的典型的轉(zhuǎn)子組件也包括作為例子顯示為輪盤(pán)100、102和103第一、第二和第三級(jí)輪盤(pán)，在盤(pán)和裝配到相應(yīng)輪盤(pán)的外周邊的轉(zhuǎn)子葉片之間具有間隔器。一旦安裝，輪盤(pán)和轉(zhuǎn)子葉片限定一系列流體通道106、107、108和109，所述流體通道的尺寸足以容納正被給送到單獨(dú)的葉片的加壓、冷空氣，如上面結(jié)合圖3-5所述。加壓空氣穿過(guò)流體通道進(jìn)入、并且通過(guò)形成于流體通道和葉片內(nèi)腔的內(nèi)壁之間的空氣通道104和105。圖9也顯示了為了確定一個(gè)或多個(gè)翼型內(nèi)部的完整性的任何破壞的存在和程度、而定位在轉(zhuǎn)子組件內(nèi)的各位置的示例性壓力換能器（pressuretransducers）的位置。壓力換能器安裝在如圖所示的轉(zhuǎn)子組件 位置80、81、83和85至91（大體上在加壓回路自身處或附近），以及定子壓力換能器位置76、92和93。換能器一起提供關(guān)于指示位置處的一個(gè)或多個(gè)單獨(dú)的翼型的破裂的連續(xù)反饋數(shù)據(jù)。在操作中，翼型的內(nèi)部（例如轉(zhuǎn)子葉片腔70和73）的靜態(tài)（非流動(dòng)）空氣壓力將保持恒定、并且處于穩(wěn)態(tài)狀態(tài)直到由于撞擊事件發(fā)生破裂。如果發(fā)生顯著的破裂，即，程度足以使腔壓力減小預(yù)定量，換能器處的壓力信號(hào)將相應(yīng)地變化。如上所述，如果未被檢測(cè)，由于物體撞擊在翼型上引起的明顯故障會(huì)產(chǎn)生整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的附帶損傷（collateraldamage）的顯著風(fēng)險(xiǎn)。因此，如果內(nèi)腔的故障沿著翼型輪廓發(fā)生，則冷卻流體將通過(guò)破裂流出翼型，減小靜態(tài)壓力。術(shù)語(yǔ)“破裂（breach）”在本說(shuō)明書(shū)中表示不是按設(shè)計(jì)的部件的一部分的流體流動(dòng)路徑。用于檢測(cè)翼型的故障的示例性系統(tǒng)因此包括一個(gè)或多個(gè)傳感器，相比于靜態(tài)、穩(wěn)態(tài)壓力，所述傳感器響應(yīng)冷卻流體流出翼型腔的狀況提供信號(hào)。傳感器的組合可以使用，并且包括能夠響應(yīng)流體流出翼型腔的狀況測(cè)量流量、流速、動(dòng)態(tài)壓力、靜態(tài)壓力、溫度或其它參數(shù)的裝置。有用于實(shí)施本發(fā)明的壓力換能器包括可從Sensonetics獲得的那些，例如使用藍(lán)寶石上硅技術(shù)制造的SEN-400“熔體壓力換能器”，其具有大約4,000HZ的頻率響應(yīng)，通常具有無(wú)限分辨率（resolution）、藍(lán)寶石浸濕材料（sapphirewettedmaterial）、并且適合用于可變壓力范圍?？山邮艿膿Q能器的其它例子包括但不限于皮托管（Pitottubes）、靜壓管（statictubes）、5孔探頭、熱線風(fēng)速計(jì)、靜態(tài)壓力傳感器和動(dòng)態(tài)壓力傳感器。圖9中所示的系統(tǒng)也將通常包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，例如用于存儲(chǔ)呈計(jì)算機(jī)代碼的形式的可執(zhí)行指令的硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器或固體存儲(chǔ)器，所述計(jì)算機(jī)代碼能夠關(guān)聯(lián)壓力換能器信號(hào)的任何檢測(cè)變化并且報(bào)告特定翼型腔的故障的狀態(tài)。可用計(jì)算機(jī)代碼操作的中央處理單元關(guān)聯(lián)由于物品撞擊引起的破裂所產(chǎn)生的信號(hào)的變化。計(jì)算機(jī)代碼可以啟動(dòng)進(jìn)一步 的處理步驟，以識(shí)別例如在前緣或具有作用于翼型的外部壓力負(fù)荷的其它位置處的確切破裂位置。響應(yīng)輸出信號(hào)的輸出裝置提供故障的狀態(tài)的指示，例如警報(bào)燈、聲警報(bào)信號(hào)或數(shù)據(jù)記錄器中的警報(bào)消息。最后，圖10是當(dāng)燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)繼續(xù)操作時(shí)隨著時(shí)間繪制的內(nèi)腔壓力信號(hào)的典型繪圖的圖形表示，并且示出了指定翼型的可能故障模式。通常，若干壓力換能器位于相同回路中。圖10也示出了當(dāng)檢測(cè)到特定壓力差時(shí)（標(biāo)記為“事件”），將由于通過(guò)回路的冷卻流量增加而生成警報(bào)信號(hào)，如上所述。盡管結(jié)合當(dāng)前被認(rèn)為是最可行和優(yōu)選的實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明不限于所公開(kāi)的實(shí)施例，而是相反地，旨在涵蓋包括在附帶權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)的各種修改和等效布置。