Le lame di turbina sono un componente importante della sezione della turbina in un motore a turbina a gas. Le lame rotanti ad alta velocità sono responsabili del disegno dei flussi di gas ad alta temperatura e ad alta pressione nel combustore per mantenere il funzionamento del motore. Al fine di garantire un'operazione stabile e lunga a lungo nell'estremo ambiente di alta temperatura e alta pressione, le pale della turbina sono spesso forgiate con leghe ad alta temperatura e raffreddate in modi diversi, come il raffreddamento interno del flusso d'aria, il raffreddamento dello strato limite o i rivestimenti per barriera termica per proteggere le lame per garantire l'affidabilità durante il funzionamento. Nei motori a turbina a vapore e a gas, l'affaticamento in metallo delle lame è la causa più importante del guasto del motore. L'affaticamento del metallo può essere causata da forti vibrazioni o risonanze. Gli ingegneri usano spesso gli smorzatori di attrito per ridurre al minimo i danni alle pale causate da questi fattori.
Le lame del motore a turbina sono generalmente sottoposte a grandi sollecitazioni operative e temperature operative elevate e le variazioni di sollecitazione e temperatura sono più frequenti e violente, oltre a problemi di corrosione e usura, i requisiti delle sue condizioni di lavoro sono molto duri, quindi richiedono un'elevata precisione di lavorazione della lavorazione la lama. Allo stesso tempo, al fine di migliorare l'efficienza della turbina, la forma della superficie della lama della turbina è generalmente progettata come una superficie a sezione trasversale variabile intrecciata, la forma è complessa. Pertanto, l'accurata modellazione geometrica della lama della turbina diventa un prerequisito necessario per la lavorazione della turbina. L'essenza della modellazione geometrica delle pale della turbina è quella di trovare un modo per soddisfare efficacemente i requisiti di rappresentazione della forma e progettazione geometrica, ma anche per facilitare lo scambio di informazioni di forma e metodi matematici dei dati del prodotto per descrivere la superficie della lama della turbina.
In un motore a turbina a gas , un singolo stadio di turbina è costituito da un disco rotante che contiene molte lame di turbina e un anello stazionario di palette di guida degli ugelli davanti alle lame. La turbina è collegata a un compressore usando un albero (il gruppo rotante completo a volte chiamato "bobina"). L'aria viene compressa, aumentando la pressione e la temperatura, mentre passa attraverso il compressore. La temperatura viene quindi aumentata dalla combustione del carburante all'interno del combustore che si trova tra il compressore e la turbina. Il gas ad alta temperatura e ad alta pressione passa quindi attraverso la turbina. Gli stadi della turbina estraggono energia da questo flusso, abbassando la pressione e la temperatura del gas e trasferire l'energia cinetica al compressore. Il modo in cui funziona la turbina è simile a come funziona il compressore, solo al contrario, per quanto riguarda lo scambio di energia tra il gas e la macchina, per esempio. Esiste una relazione diretta tra quanto cambia la temperatura del gas (aumento del compressore, diminuzione della turbina) e ingresso di potenza dell'albero (compressore) o output
Per un motore di turbofan il numero di fasi della turbina necessarie per guidare la ventola aumenta con il rapporto di bypass a meno che la velocità della turbina non possa essere aumentata aggiungendo un cambio tra la turbina e la ventola, nel qual caso sono necessarie meno fasi. Il numero di fasi della turbina può avere un grande effetto su come le lame della turbina sono progettate per ogni fase. Molti motori a turbina a gas sono design a doppio spool, il che significa che esiste una bobina ad alta pressione e una bobina a bassa pressione. Altre turbine a gas usano tre bobine, aggiungendo una bobina di pressione intermedia tra la bobina ad alta e bassa pressione. La turbina ad alta pressione è esposta all'aria più calda e di alta pressione e la turbina a bassa pressione è soggetta a aria più fredda e bassa pressione. La differenza nelle condizioni porta alla progettazione di pale di turbine ad alta pressione e a bassa pressione che sono significativamente diverse nelle scelte di materiale e di raffreddamento anche se i principi aerodinamici e termodinamici sono gli stessi. In queste gravi condizioni operative all'interno delle turbine del gas e del vapore, le lame affrontano alta temperatura, sollecitazioni elevate e vibrazioni potenzialmente alte. Le pale della turbina a vapore sono componenti critici nelle centrali elettriche che convertono il movimento lineare di vapore ad alta temperatura e ad alta pressione che scorre verso il basso un gradiente di pressione in un movimento rotante dell'albero della turbina.
