用于飞行器涡轮机的风扇或螺旋桨叶片及其制造方法技术

用于飞行器涡轮机的风扇或螺旋桨叶片(1)，所述叶片由复合材料制成并包括桨叶(2)和基部(3)，所述基部由翼梁(4)的纵向端部(41)形成，所述翼梁由纤维增强件形成，所述纤维增强件由三维编织的线形成，并且所述翼梁的一部分(42)在所述桨叶(2)的内部延伸，所述桨叶(2)具有由蒙皮(5)限定的空气动力学轮廓，所述蒙皮由编织线形成并且围绕翼梁的所述部分，所述翼梁(4)和所述蒙皮(5)嵌入聚合树脂中，其特征在于，所述翼梁的所述部分(42)包括突出的纵向加强件(6)，所述纵向加强件一起界定用于接纳由蜂窝材料形成的纵向插入件(7)的空间(8)。蜂窝材料形成的纵向插入件(7)的空间(8)。蜂窝材料形成的纵向插入件(7)的空间(8)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于飞行器涡轮机的风扇或螺旋桨叶片及其制造方法


[0001]本专利技术涉及飞行器涡轮机的
，飞行器涡轮机例如为涡轮喷气发动机或涡轮螺旋桨发动机。更具体地，本专利技术涉及一种用于涡轮机的螺旋桨风扇叶片及用于制造用于涡轮机的螺旋桨风扇叶片的方法。

技术介绍

[0002]现有技术尤其包括文献US
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A1
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2013/039774和EP
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A2
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2500263。
[0003]以已知的方式，在护罩式架构的假设中，飞行器涡轮机在气流的方向上从上游到下游包括风扇、低压压缩机、高压压缩机、燃烧室、高压涡轮和低压涡轮。低压压缩机的转子由低压涡轮的转子驱动，高压压缩机的转子由高压涡轮的转子驱动。
[0004]涡轮机包括在外壳内旋转的转子叶片。这例如是涡轮机的被保持外壳围绕的风扇叶片的情况。这种叶片通常包括根部和桨叶，根部包括侧向面，侧向面连接到桨叶并用于在转子盘的安装壳体中形成支承面。
[0005]这种叶片被设计成具有良好的机械强度，并且降低了叶片在运行期间发出的噪音，以便优化涡轮机的空气动力学性能。
[0006]通常，为了改善例如风扇模块及其叶片的空气动力学性能，涡轮机的旁通比(by
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pass ratio，BPR)增加。这导致叶片的外径和叶片的跨度的增加。这种大尺寸可以降低这些叶片的一些固有模式，特别是叶片弯曲时的固有频率。这些叶片的固有模式可以通过大大增加形成叶片的壁的厚度来增强。然而，这会显著增加叶片的重量以及涡轮机的总体尺寸。
[0007]以类似的方式，风扇的厚度的尺寸的这种论证在护罩式架构(风扇叶片)或未带护罩的架构(螺旋桨叶片)、带或不带机械减速器的架构、或“牵引式”(螺旋桨叶片位于涡轮机的前部)配置或“推进式”(螺旋桨叶片位于涡轮机的后部)配置的情况下仍然有效。
[0008]通常，高弦长叶片的桨叶的外表面(或称为蒙皮)比桨叶的中心部分更多地机械工作。因此，可以设想生产被称为“中空”的叶片，该叶片的桨叶的中心部分可以由更轻的材料(例如，泡沫)制成，从而优化叶片的总质量。然而，该中心部分不具有任何结构刚性，并且在极端运行条件下(例如，摄入固体颗粒)，叶片的完整性可能会受到严重影响。
[0009]本专利技术针对该问题提出了一种简单、有效且经济的解决方案。

技术实现思路

[0010]本专利技术提出了一种用于飞行器涡轮机的风扇或螺旋桨叶片，所述叶片由复合材料制成并包括桨叶和根部，所述根部由翼梁的纵向端部形成，所述翼梁由纤维增强件形成，所述纤维增强件由三维编织的线形成，并且所述翼梁的一部分在所述桨叶的内部延伸，所述桨叶具有由蒙皮限定的空气动力学轮廓，所述蒙皮由编织线形成并且围绕翼梁的所述部分，所述翼梁和所述蒙皮嵌入聚合树脂中。翼梁的所述部分包括突出的纵向加强件，所述纵向加强件在所述纵向加强件之间界定用于容纳由多孔材料形成的纵向插入件的空间。
[0011]本专利技术的纵向加强件由类似于具有空气动力学轮廓的桨叶蒙皮的编织线制成，允
许确保在蒙皮和翼梁之间有效且均匀地传递力，而没有任何约束或变形的集中区域。因此，本专利技术的叶片(特别是具有大弦长的叶片)由于存在由多孔材料制成的纵向插入件而具有较轻的总质量，并且由于存在由复合材料制成的纵向加强件(由树脂致密的纤维增强件)而增强了机械强度。事实上，叶片的刚性增强，以抵抗震动或冲击，例如，抵抗鸟吸入的力。
[0012]根据本专利技术的叶片可以包括一个或多个单独或相互结合的以下特征：
[0013]‑
通过翼梁的线的解开来形成每个加强件；实际上，在每次解开之后，特别是翼梁的经线解开之后，纬线的编织厚度增加，以便在解开处形成过厚。每个解开和过厚允许形成3D编织加强件。
[0014]‑
所述翼梁的横向厚度从根部朝向翼梁的相对端部减小；
[0015]‑
所述蒙皮包括至少部分分离桨叶的拱腹壁和拱背壁的解开，特别是在蒙皮的后缘处；
[0016]‑
所述加强件布置在所述翼梁的部分的拱腹面或拱背面上；
[0017]‑
所述翼梁包括两个至十二个彼此间隔开的加强件；
[0018]‑
每个加强件具有可变厚度，特别是在2mm至5mm之间；
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形成根部的端部在蒙皮的外部延伸；
[0020]‑
所述叶片包括位于桨叶的边缘中的一个边缘上的保护元件，例如，热塑性聚氨酯薄膜；
[0021]‑
所述纵向插入件的多孔材料选自型聚合物泡沫、铝泡沫、金属蜂窝和/或型聚合物。
[0022]本专利技术还涉及一种用于制造根据本专利技术的一个实施例的叶片的方法，所述方法包括以下步骤：
[0023]a)通过三维编织线来生产第一纤维预成型件，第一纤维预成型件称为“翼梁预成型件”；所述预成型件包括被配置为形成叶片根部的纵向端部和被配置为插入叶片桨叶内部的部分；
[0024]b)通过三维编织或编结线来生产第二纤维预成型件，第二纤维预成型件称为“蒙皮预成型件”；所述蒙皮预成型件被配置为形成空气动力学轮廓；
[0025]e)将翼梁预成型件布置在蒙皮预成型件内；
[0026]f)将所述预成型件定位在模具中，然后注入热固性树脂，以获得叶片。
[0027]根据本专利技术，在步骤e)和步骤f)之前，所述方法包括以下步骤：
[0028]a2)在步骤a)中，在翼梁的所述部分上形成多个纵向加强件，并且在加强件之间界定空间，
[0029]c)生产多孔材料的纵向插入件，
[0030]d)将所述插入件插入所述翼梁预成型件的所述相应空间中。
[0031]有利地，在步骤a2)中，通过经线的解开并在所述线解开处增加纬线，来形成所述加强件。
[0032]优选地，在步骤f)之后，所述方法包括：步骤g)，修整叶片，以形成叶片的最终轮廓；和/或步骤h)，将加强件粘合到桨叶的边缘中的一个边缘，以形成叶片的后缘和/或前缘。
[0033]特别地，所述方法的步骤b)包括：子步骤b2)，产生经线的解开，例如，在蒙皮预成
型件的后缘侧处。
附图说明
[0034]从以下通过非限制性示例并参考附图进行的描述中，将更好地理解本专利技术，并且本专利技术的其他细节、特征和优点将变得更加清楚，在附图中：
[0035][图1]图1是根据本专利技术的风扇叶片的示意性前视图；
[0036][图2]图2是沿着图1的叶片的竖直平面B的示意性截面图；
[0037][图3A]图3A是根据第一实施例的包括加强件的沿着图1的叶片的水平平面A的示意性轴向截面图；
[0038][图3B]图3B是根据第二实施例的包括加强件的沿着图1的叶片的平面A的示意性轴向截面图；
[0039][图4]图4示出了根据本专利技术的用于制造图1的叶片的方法的连续步骤；和
[0040][图5]图5是根据图4的制造步骤中的一个制造步骤的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于飞行器涡轮机的风扇或螺旋桨叶片(1)，所述叶片由复合材料制成并包括桨叶(2)和根部(3)，所述根部(3)由翼梁(4)的纵向端部(41)形成，所述翼梁由纤维增强件形成，所述纤维增强件由三维编织的线形成，并且所述翼梁的一部分(42)在所述桨叶(2)的内部延伸，所述桨叶(2)具有由蒙皮(5)限定的空气动力学轮廓，所述蒙皮由编织线形成并且围绕所述翼梁的所述部分(42)，所述翼梁(4)和所述蒙皮(5)嵌入聚合树脂中，其特征在于，所述翼梁的所述部分(42)包括突出的纵向加强件(6)，所述纵向加强件在所述纵向加强件之间界定用于容纳由多孔材料形成的纵向插入件(7)的空间(8)。2.根据权利要求1所述的叶片，其特征在于，通过所述翼梁(4)的线的解开(403)来形成每个所述加强件(6)。3.根据权利要求1或2所述的叶片，其特征在于，所述翼梁(4)的横向厚度从所述根部(3)朝向所述翼梁的相对端部(43)减小。4.根据权利要求1至3中任一项所述的叶片，其特征在于，所述蒙皮(5)包括至少部分分离所述桨叶的拱腹壁(50a)和拱背壁(50b)的解开，特别是在所述蒙皮的后缘(20b)处。5.根据权利要求1至4中任一项所述的叶片，其特征在于，所述加强件(6)布置在所述翼梁的所述部分(42)的拱腹面(40a)或拱背面(40b)上。6.根据权利要求1至5中任一项所述的叶片，其特征在于，所述翼梁(4)包括两个至十二个彼此间隔开的加强件(6)。7.根据权利要求1至6中任一项所述的叶片，其特征在于，每个加强件(6)具有可变厚度，特别是在2mm至5mm之间。8.根据权利要求1至7中任一项所述的叶片，其特征在于，形成所述根部(3)的端部(41)在所述蒙皮(5)的外部延伸。9.根据权利要求1至8中任一项所述的叶片，其特征在于，所述叶片包括位于所述桨叶(2)的边缘(20a，20b)中的一个边缘上的保护元...

【专利技术属性】
技术研发人员：薇薇安，
申请(专利权)人：赛峰飞机发动机公司，
类型：发明
国别省市：