防分离风扇叶片、发动机以及航空器制造技术

本发明专利技术公开了一种防分离风扇叶片、发动机以及航空器。该防分离风扇叶片包括叶身和连接于所述叶身前部的前缘，所述叶身包括沿叶片展向方向延伸的型芯和包夹所述型芯的面材，所述型芯连接所述前缘，所述型芯在其与前缘接合部位的末端处设有使所述型芯与所述前缘分离的缺失部，所述面材延伸且填充于所述缺失部中并连接所述前缘。采用这样的结构，能够避免气流进入型芯和面材的接合面，进而避免出现型芯与面材分离的问题，提高了叶片的防分离效果。提高了叶片的防分离效果。提高了叶片的防分离效果。

【技术实现步骤摘要】
防分离风扇叶片、发动机以及航空器


[0001]本专利技术涉及航空发动机领域，尤其涉及一种防分离风扇叶片、发动机以及航空器。

技术介绍

[0002]为了进一步降低大涵道比涡扇发动机重量，使用复合材料等轻质材料制造风扇叶片是目前大涵道比涡扇发动机的主流选择之一。为了提高复合材料风扇叶片抗冲击性能，通常会在风扇叶片前缘位置采用金属包边或金属前缘等方式进行加强。但由于成型后的复合材料不易加工，金属与复材之间一般通过胶层粘连、预缝合等方式进行连接。由于金属与复材的材料性质差异，在叶片工作过程中，叶片伸长、扭转等变形容易导致金属与复材在连接界面上的分离，在高速气流的作用下，气流进入分离产生的缝隙，进而增大分离的范围与风险。
[0003]中华人民共和国国家知识产权局于2018年10月16日公开公开号为CN108661945A的专利文献。该专利技术公布了一种以金属材料为前缘和型芯、复合材料夹持中间型芯并制成尾缘的风扇叶片。在该专利技术专利中，复材与金属型芯在平行于叶面的方向上通过胶层与缝线进行连接，在垂直于叶面方向、与金属前缘相接的地方并无缝线，仅依靠胶层或成型树脂相连接，同时通过加密缝线在靠近前缘位置的密度来提高连接强度。
[0004]由于胶层或树脂的连接强度较低，在风扇叶片工作变形时存在胶层或树脂失效的风险。一旦胶层或树脂失效，金属与复材在前缘末端发生分离形成缝隙，提高了缝线承受的拉力载荷，会产生复材与金属型芯分离的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是为了克服现有技术中复材与金属型芯易分离的缺陷，提供一种防分离风扇叶片。
[0006]本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
[0007]一种防分离风扇叶片，包括叶身和连接于所述叶身前部的前缘，所述叶身包括沿叶片展向方向延伸的型芯和包夹所述型芯的面材，所述型芯连接所述前缘，所述型芯在其与前缘接合部位的末端处具有使所述型芯与所述前缘分离的缺失部，所述面材延伸且填充于所述缺失部中并连接所述前缘。
[0008]采用这样的结构，能够避免气流进入型芯和面材的接合面，进而避免出现型芯与面材分离的问题，提高了叶片的防分离效果。
[0009]作为本专利技术的一种优选实施方式，所述缺失部在叶片展向方向上的分布范围为3％～30％和/或80％
‑
100％，所述分布范围是指所述缺失部到叶片根部的距离占叶片叶高的比例的范围。
[0010]作为本专利技术的一种优选实施方式，所述型芯沿整个所述叶片的展向方向延伸，所述缺失部为设于所述型芯前边缘处的缺口。采用这样的结构能够适应不同叶片的强度要求和抗鸟撞要求。
[0011]作为本专利技术的一种优选实施方式，所述前缘与所述叶身的接缝包括位于两侧的延伸段，所述延伸段沿与所述叶片转动方向相反的方向斜向延伸至所述叶片表面。采用这样的结构能够避免气流吹入前缘和叶身之间的间隙中，进一步提高防分离效果。
[0012]作为本专利技术的一种优选实施方式，包夹所述型芯的面材与所述前缘的接缝构成所述延伸段。
[0013]作为本专利技术的一种优选实施方式，填充于所述缺失部的所述面材与所述前缘间接缝的两侧构成所述延伸段。
[0014]作为本专利技术的一种优选实施方式，所述延伸段与所述叶片表面间的夹角为5
°‑
85
°
。
[0015]作为本专利技术的一种优选实施方式，所述接缝还包括位于两侧延伸段之间的用于阻挡气流的阻挡段，所述阻挡段至少包括一处弯折或弯曲。该阻挡段能够用于避免工作时叶片内侧的高压气流泄漏。
[0016]作为本专利技术的一种优选实施方式，所述前缘的接合面上设有凹槽，所述凹槽两侧的内侧壁与所述叶身间的接缝构成所述延伸段，所述凹槽的底部具有沿所述凹槽延伸的凸起，所述凸起与所述叶身间的接缝构成所述阻挡段。
[0017]作为本专利技术的一种优选实施方式，所述凸起的表面呈锯齿状，采用这样的结构能够进一步提高阻挡段的阻挡效果，避免工作时叶片内侧的气流泄漏。
[0018]作为本专利技术的一种优选实施方式，所述凹槽的深度为1mm
‑
15mm，所述深度为所述凹槽最低处到所述前缘接合面间的垂直距离。采用这样的结构能够提高叶身与前缘的连接牢固度。
[0019]作为本专利技术的一种优选实施方式，所述防分离风扇叶片还包括连接于所述叶身后部的后缘。
[0020]作为本专利技术的一种优选实施方式，所述前缘为金属材料，所述型芯为金属材料，所述面材为复合材料，所述后缘为复合材料或带金属型芯的复合材料。
[0021]本专利技术还提供了一种发动机，其包括如上文所述的防分离风扇叶片。
[0022]本专利技术还提供了一种航空器，其包括如上文所述的发动机。
[0023]本专利技术的积极进步效果在于：
[0024]1.通过设置缺失部，避免气流进入型芯和面材的接合面，进而避免出现型芯与面材分离的问题，提高了叶片的防分离效果。
[0025]2.设置延伸方向与叶片表面的气流流动方向相反的延伸段，能够避免气流吹入前缘和叶身之间的间隙中，进一步提高防分离效果。
[0026]3.在叶片和叶身的接缝之间设置阻挡段，增大气流的流动阻力，进而避免工作时叶片内侧的气流泄漏到叶片外侧，并能进一步提高防分离效果。
附图说明
[0027]图1为实施例1中的叶片方案的侧视图；
[0028]图2为图1中B
‑
B面的剖视图；
[0029]图3为图1中A
‑
A面的一种剖视图；
[0030]图4为图1中A
‑
A面的一种剖视图；
[0031]图5为图1中A
‑
A面的一种剖视图；
[0032]图6为一种优选方案的剖视图；
[0033]图7为又一种优选方案的剖视图；
[0034]图8为另一种优选方案的剖视图；
[0035]图9为实施例2中的叶片方案的侧视图；
[0036]图10为实施例3中叶片方案的侧视图；
[0037]图11为实施例3中C
‑
C面的剖视图；
[0038]图12为实施例4中的叶片方案的侧视图；
[0039]附图标记说明：
[0040]叶身 100
[0041]型芯 110
[0042]缺失部 111
[0043]延长部 112
[0044]面材 120
[0045]前缘 200
[0046]凹槽 210
[0047]凸起 220
[0048]接缝 300
[0049]延伸段 310
[0050]阻挡段 320
[0051]后缘 400
具体实施方式
[0052]下面通过实施例的方式进一步说明本专利技术，但并不因此将本专利技术限制在的实施例范围之中。
[0053]实施例1
[0054]如图1所示，一种防分离风扇叶片，包括叶身100、连接于叶身10本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种防分离风扇叶片，包括叶身和连接于所述叶身前部的前缘，所述叶身包括沿叶片展向方向延伸的型芯和包夹所述型芯的面材，所述型芯连接所述前缘，其特征在于：所述型芯在其与前缘接合部位的末端处设有使所述型芯与所述前缘分离的缺失部，所述面材延伸且填充于所述缺失部中并连接所述前缘。2.按照权利要求1所述的防分离风扇叶片，其特征在于：所述缺失部在叶片展向方向上的分布范围为3％～30％和/或80％
‑
100％，所述分布范围是指所述缺失部到叶片根部的距离占叶片叶高的比例的范围。3.按照权利要求2所述的防分离风扇叶片，其特征在于：所述型芯沿整个所述叶片的展向方向延伸，所述缺失部为设于所述型芯前边缘处的缺口。4.按照权利要求1所述的防分离风扇叶片，其特征在于：所述前缘与所述叶身的接缝包括位于两侧的延伸段，所述延伸段沿与所述叶片转动方向相反的方向斜向延伸至所述叶片的表面。5.按照权利要求4所述的防分离风扇叶片，其特征在于：包夹所述型芯的面材与所述前缘的接缝构成所述延伸段。6.按照权利要求4所述的防分离风扇叶片，其特征在于：填充于所述缺失部的所述面材与所述前缘间接缝的两侧构成所述延伸段。7.按照权利要求4至6中任意一项所述的防分离风扇叶片，其特征在于：所述延伸段与所述叶片表面间的夹角...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪辉，石英，张屹尚，赵宪涛，倪晓琴，曹源，
申请(专利权)人：中国航发商用航空发动机有限责任公司，
类型：发明
国别省市：