[發明專利]用于飛機發動機的風扇殼體

有效

• 申請號: 201580054176.8
• 申請日: 2015-10-09
• 公開（公告）號: CN107109962B
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發明（設計）人: W·費爾斯特;E·豪根內德爾;K·霍雷希;B·施圖布納;A·霍爾里格爾
• 申請（專利權）人: FACC股份公司
• 主分類號: F01D21/04
• 分類號: F01D21/04;F02K3/06;F02C7/04
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 俞海舟

本發明涉及一種用于飛機發動機(2)的、在其風扇(3)區域中的風扇殼體(1)，其包括多個大致圓柱形設置并且彼此連接的纖維增強塑料層，在內層(4)和外層(5)之間設有由玻璃纖維增強塑料制成的增強層(6)。根據本發明，所述增強層(6)包括至少20層玻璃纖維增強塑料，在增強層(6)兩側設有變形層(7)，所述變形層(7)具有比增強層(6)更低的強度。

技術領域

本發明涉及一種用于飛機發動機的、在其風扇區域中的風扇殼體或者說風機殼體，包括多個大致圓柱形設置并且彼此連接的、由纖維增強塑料制成的層，在內層和外層之間設有由玻璃纖維增強塑料制成的增強層。

背景技術

飛機發動機的風扇殼體用于在風扇區域中在風扇葉片分離的損壞情況下防止發動機受到破壞并且保護飛機中的乘客免受傷害。為這種類型的風扇殼體所選擇的材料必須能夠吸收分離的風扇葉片的高的動能。早前主要使用金屬、尤其是高延展性鋼或鈦合金來制造風扇殼體，近年來也為這些飛機部件使用塑料。

例如US 2012/0148392 A1描述了一種由纖維增強塑料制成的、用于飛機發動機的風扇殼體，其中，多個彼此連接的復合材料層與設置在其間的蜂窩結構組合。由制成的外罩在損壞情況下、即當風扇葉片分離并且進入發動機殼體中時提供相應保護。

US 2008/0128073 A1描述了一種用于在層結構中由不同塑料復合材料制成的、用于飛機發動機的風扇殼體，其中使用不同的纖維材料以及它們的組合。

GB 2426287 A描述了一種風扇殼體，其中設有金屬結構用來滿足安全要求。

EP 2096269 A2和EP 1344895 A2描述了發動機襯里，其用于優化發動機內部的氣流，但在風扇葉片折斷的損壞情況下不提供保護。

許多由纖維增強塑料制成的風扇殼體的結構在制造中十分復雜并且需要許多材料層，因此相對于金屬風扇殼體不再具有或僅具有少量重量優勢。

發明內容

因此，本發明的任務在于提供一種用于飛機發動機的風扇殼體，其盡可能輕并且同時是安全的。應避免或至少減少已知裝置的缺點。

按本發明的任務通過下述方式來解決：所述增強層包括至少20層玻璃纖維增強塑料，并且在增強層兩側設有變形層，所述變形層具有比增強層更低的強度。根據本發明的風扇殼體結構的特征在于，設置至少三個層、即內層、增強層和外層，為它們使用特殊材料，以便滿足本發明的任務、即在損壞情況下一方面保護飛機發動機并且另一方面保留飛機發動機用于安全著陸的特定殘余剛度。在根據本發明的風扇殼體中，這兩個任務被分配給兩個不同的組件，由此，所述組件的材料可最佳地匹配相應任務。由玻璃纖維增強塑料制成的中間增強層主要用于防止分離的風扇葉片貫穿殼體并且承受沖撞。因此使用玻璃纖維增強塑料，其相對于風扇部分的沖撞具有最佳性能。通過設置至少20層玻璃纖維增強塑料得到通常所需的強度。對于轉速特別高的飛機發動機或對于較小的商務噴氣發動機而言也可能需要更多層、如35層來滿足安全要求。由于在風扇殼體之內被變形層包圍的增強層的安裝位置，增強層也受到保護以防例如通過石子沖擊的損壞并且由此可實現重量優勢。相反，在損壞情況下為安全著陸所需的殘余剛度則主要由風扇殼體的外層來確保。風扇殼體特別優選適合用于轉速非常高(≥10000轉每分鐘)的飛機發動機，在這種轉速下風扇分離部分的動能特別高。根據具體設計，風扇殼體的重量可相對于鋼結構減少30％至50％并且相對于鈦結構減少最多10％。

至少一個變形層可由蜂窩結構制成。這種蜂窩結構的特點在于重量特別低。在損壞情況下變形層相應變形并且以防風扇殼體的外層發生不允許的較大變形。

至少一個變形層也可由泡沫材料制成。通過選擇相應的泡沫材料和必要時結合由蜂窩結構制成的變形層可進一步改善重量或可變形性。作為泡沫材料例如使用塑料、如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、聚甲基丙烯酰亞胺(PMI)和類似物。