商用大涵道比发动机复合材料风扇叶片应用现状与展望

《商用大涵道比发动机复合材料风扇叶片应用现状与展望》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、专题SPECIALTOPIC商用大涵道比发动机复合材料风扇叶片应用现状与展望PresentConditionsandDevelopmentofCompositeFanBladesofHighBypassRatioCommercialJetEngines中航工业复合材料技术中心先进复合材料国防科技重点实验室刘　强　赵　龙　黄　峰[1-3][摘要]复合材料风扇叶片已成为商用大涵道比现发动机更高涵道比和减重的唯一途径。发动机的发展趋势，复合材料风扇叶片已应用于B777、与钛合金叶片相比，复合材料风扇叶片具有重量轻、B787等多个民机型号，并即将在C919、A3

2、20neo、高效率、低噪声的特点，叶片数少，具有更优异的抗颤震性A350、B737MAX、B777-X等先进机型上应用，复合材能和损伤容限能力，抗鸟撞性能也能满足适航需求。以同料风扇叶片的成型技术已呈现出自动化、多样化和高效时为波音787飞机开发的GEnx发动机和TRENT1000发化的趋势。动机为例，采用复合材料风扇叶片的GEnx发动机叶片数关键词：复合材料风扇叶片发动机模压RTM更少，质量更轻，燃油效率更高，如图1所示。[ABSTRACT]Compositesfanbladeshasbecomethedevelopmenttrendofhighbyp

3、assratiocommercialjetengines.CompositesfanbladeshasbeenusedinBoeing777，787andothercivilaircrafts，andwillbeappliedonC919，A320neo，A350，B737MAX，B777-Xandotheradvancedairplanes.Automation，diversificationandhighefficiencybecomethedirectionofcompositesfanbladesmanufacturingtechnology..Ke

4、ywords:CompositesFanbladeEngineMoldingRTM进入21世纪以来，随着A380、B787等大型商用飞机的使用，大飞机的研制越来越受到世界各国的重视，并逐渐成为国家综合国力的象征。大涵道比涡扇发动机是大图1TRENT1000钛合金风扇叶片（左）对比GEnx复合材料风型飞机的核心部分，是决定大型飞机研制能否成功的关扇叶片（右）键。复合材料具有金属材料无法比拟的低密度、高比强度Fig.1TRENT1000TitanicAlloyfanbladevs.GEnx和高比刚度，为了达到发动机的高推重比、低耗油率、低噪Composite

5、sfanblade声、低维修成本的需要，世界各主要发动机厂商都在大力推广复合材料在大涵道比涡扇发动机上的使用。1复合材料风扇叶片在商用涡扇发动机上的风扇叶片是现代商用飞机发动机最重要的部件之一，应用现状据统计，风扇段质量约占发动机总质量的30%~35%，降低目前，国外已进行商业化应用的复合材料风扇叶片的风扇段质量是降低发动机质量和提高发动机效率的关键主要代表为B777配套的GE90系列发动机及为B787配手段，采用更大、更轻的风扇叶片已成为发动机的发展趋套的GEnx发动机；即将进行商用化应用的复合材料风扇势。风扇叶片每减重1kg，风扇机匣和传动系统也相应

6、减叶片的代表为中国商飞C919、美国波音公司B737max、欧少1kg，同时发动机结构和飞机的机翼/机身结构也分别洲空中客车A320neo配套的LEAP-X发动机及为B787-9、减重0.5kg，这种由于风扇结构减重带来的叠代效应对飞A350配套的TRENT1000、TRENT-XWB等发动机。机的减重非常重要。此外，大涵道比涡扇发动机的主要推其中，GE90、GEnx、TRENT1000、TRENT-XWB发动机力来自流经外涵道的冷空气，要满足较大的涵道比，必须具有较大的推力，主要为双通道商用客机提供飞行动力，采用较大尺寸的风扇。因此，采用复合材料风扇叶

7、片是实风扇叶片尺寸较大。而最新开发的LEAP-X发动机推力58航空制造技术·2014年第15期ManufacturingTechnologyofCompositeStructure复合材料构件制造技术较小，主要为单通道商用客机提供飞行动力，因此风扇叶疲劳循环和高周疲劳循环等因素。GE90的复合材料风片的尺寸也小于GE90、GEnx等发动机的风扇叶片。扇叶片高1.219m，叶根宽0.304m，弦长0.61m，风扇转子值得注意的是，国外最先采用复合材料风扇叶片的并φ3242mm，风扇叶尖速度为360~390m/s。该叶片由400不是匹配单通道客机的具有较小直

8、径风扇叶片的商用涡层IM7/8551-7的碳纤维/增韧环氧预浸料制成，其外形从扇