一种风扇空心导流叶片、制造方法及航空发动机技术

本发明专利技术公开一种风扇空心导流叶片、制备方法及航空发动机，涉及航空技术领域，用以解决现有的导流叶片重量过大、刚度不足的问题。该风扇空心导流叶片的骨架为复合材料骨架，复合材料骨架包括碳化硅纤维增强钛基复合材料，导流叶片具有叶片前缘和叶片尾缘，导流叶片具有沿着叶片前缘至叶片尾缘的分布方向分布的多个空心腔体。该航空发动机包括内机匣、外机匣以及上述风扇空心导流叶片。本发明专利技术提供的风扇空心导流叶片用于减轻导流叶片的重量，提高导流叶片的刚度，从而提高航空发动机的性能。从而提高航空发动机的性能。从而提高航空发动机的性能。

【技术实现步骤摘要】
一种风扇空心导流叶片、制造方法及航空发动机


[0001]本专利技术涉及航空
，尤其涉及一种风扇空心导流叶片、制造方法及航空发动机。

技术介绍

[0002]静子导流叶片是航空发动机的核心零件之一，其在航空发动机制造中所占比重约为30％。静子导流叶片在航空发动机中完成对气体的压缩和膨胀，并以最高的效率产生强大的推力。
[0003]然而，航空发动机工作时，风扇进口导流叶片承受十分复杂的载荷，因此，当风扇进口导流叶片的重量过大、刚性不足时会影响航空发动机的可靠性。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种风扇空心导流叶片、制造方法及航空发动机，以减轻导流叶片的重量，提高导流叶片的刚度，从而提高航空发动机的性能。
[0005]第一方面，本专利技术提供了一种风扇空心导流叶片，导流叶片的骨架为复合材料骨架，复合材料骨架的材料包括碳化硅纤维增强钛基复合材料，导流叶片具有叶片前缘和叶片尾缘，导流叶片具有沿着叶片前缘至所述叶片尾缘的分布方向分布的多个空心腔体。
[0006]与现有技术相比，本专利技术实施例提供的导流叶片的骨架为复合材料骨架，复合材料骨架的材料包括碳化硅纤维增强钛基复合材料，碳化硅纤维增强钛基复合材料是以碳化硅纤维为增强相、以钛(或钛合金)为基体的复合材料，具有高比强度、高比刚度、高的蠕变及疲劳性能。使用其作为导流叶片的骨架，可以使得导流叶片的密度更低、强度更高、弹性模量更高、疲劳和蠕变性能更好，大幅提升了导流叶片的结构承载能力以及刚度，从而可以提高发动机的性能。同时，导流叶片具有叶片前缘和叶片尾缘，导流叶片具有沿着叶片前缘至叶片尾缘的分布方向分布的多个空心腔体，空心腔体的设计可以大大减小导流叶片的重量，空心腔体同时还可以为轴承冷却滑油提供通道，进而可以省去冷却滑油的管路，使得发动机进一步减重。
[0007]由上可见，本专利技术实施例提供的风扇空心导流叶片，可以在大大减轻导流叶片重量的同时使得导流叶片的结构刚度增加，可靠性提升，从而提高了航空发动机的性能。
[0008]第二方面，本专利技术提供了一种风扇空心导流叶片的制造方法，包括：以钛或钛合金以及连续单丝碳化硅纤维为原材料，利用增材制造工艺制造第一方面所述的导流叶片。
[0009]与现有技术相比，本专利技术提供的导流叶片的制造方法的有益效果与本专利技术第一方面所述的风扇空心导流叶片的有益效果相同，此处不做赘述。
[0010]第三方面，本专利技术提供了一种航空发动机，包括内机匣、外机匣以及第一方面所述的风扇空心导流叶片。
[0011]与现有技术相比，本专利技术提供的航空发动机的有益效果与本专利技术第一方面所述的风扇空心导流叶片的有益效果相同，此处不做赘述。
附图说明
[0012]此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0013]图1示出了本专利技术示例性实施例的风扇空心导流叶片骨架的结构示意图；
[0014]图2示出了本专利技术示例性实施例的风扇空心导流叶片骨架的剖视图；
[0015]图3示出了本专利技术示例性实施例的风扇空心导流叶片骨架的俯视图；
[0016]图4示出了本专利技术示例性实施例具有装配结构的风扇空心导流叶片的结构示意图；
[0017]图5示出了本专利技术实施例具有装配结构的风扇空心导流叶片的俯视图。
[0018]附图标记：
[0019]1‑
导流叶片骨架，11
‑
第一空心叶片骨架，12
‑
第二空心叶片骨架，13
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第三空心叶片骨架，2
‑
加强肋，21
‑
第一加强肋，22
‑
第二加强肋，100
‑
叶片前缘，200
‑
空心腔体，300
‑
叶片尾缘，400
‑
叶盆，500
‑
叶背，600
‑
装配结构，601
‑
第一装配件，602
‑
第二装配件。
具体实施方式
[0020]为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0021]需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
[0022]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。
[0023]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0024]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0025]导流叶片是航空发动机的核心部件之一，然而，航空发动机工作时，风扇进口导流叶片承受十分复杂的载荷，因此，当发动机导流叶片的重量过大、刚性不足时会影响航空发动机的性能。
[0026]基于上述问题，本专利技术示例性实施例提供一种风扇空心导流叶片及航空发动机，以减轻导流叶片的重量，提高导流叶片的刚度，从而提高航空发动机的性能。
[0027]本专利技术示例性实施例提供的风扇空心导流叶片的骨架为复合材料骨架，复合材料骨架包括碳化硅纤维增强钛基复合材料，图1示出了本专利技术示例性实施例的导流叶片骨架的结构示意图。如图1所示，导流叶片的骨架具有叶片前缘100和叶片尾缘300，导流叶片具有沿着叶片前缘100至叶片尾缘300的分布方向分布的多个空心腔体200以及叶盆400和叶背500。应理解，该空心腔体的数量可以为三个、四个、五个、六个、七个、十个，此处不做赘述。碳化硅纤维增强钛基复合材料可使用增材制造工艺制造而成。
[0028]本专利技术实施例提供的风扇空心导流叶片的骨架为复合材料骨架，复合材料骨架的材料包括碳化硅本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风扇空心导流叶片，其特征在于，所述导流叶片的骨架为复合材料骨架，所述复合材料骨架包括碳化硅纤维增强钛基复合材料，所述导流叶片具有叶片前缘和叶片尾缘，所述导流叶片具有沿着所述叶片前缘至所述叶片尾缘的分布方向分布的多个空心腔体。2.根据权利要求1所述的风扇空心导流叶片，其特征在于，所述碳化硅纤维增强钛基复合材料由体积比为(20
‑
30)：(70
‑
80)的连续单丝碳化硅纤维与钛或钛合金制成。3.根据权利要求2所述的风扇空心导流叶片，其特征在于，所述连续单丝碳化硅纤维的纤维长度方向沿着导流叶片的叶展方向延伸。4.根据权利要求3所述的风扇空心导流叶片，其特征在于，所述复合材料骨架具有气体通道，所述气体通道的沿伸方向与所述连续单丝碳化硅纤维的纤维长度方向相同。5.根据权利要求1所述的风扇空心导流叶片，其特征在于，所述导流叶片的骨架包括空心叶片骨架以及形成在空心叶片骨架内的多个加强肋，多个所述加强肋沿着所述叶片前缘至所述叶片尾缘的分布...

【专利技术属性】
技术研发人员：纪福森，丁拳，刘冬，周稳静，
申请(专利权)人：中国航空发动机研究院，
类型：发明
国别省市：