[發明專利]包括折疊前緣防護件的葉片及其制造方法

有效

• 申請號: 201680056305.1
• 申請日: 2016-09-27
• 公開（公告）號: CN108026777B
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: G·P-M·諾塔利安尼;J·古伊瓦爾克赫;F·J-B·普扎杜;D·羅林;T·魯夫
• 申請（專利權）人: 賽峰飛機發動機公司
• 主分類號: F01D5/28
• 分類號: F01D5/28;F04D29/32
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 茅翊忞

本發明涉及一種葉片(16)，該葉片包括葉片本體(30)和前緣防護件(32)，該葉片本體由有機基質復合材料制成，而該前緣防護件由比葉片本體的復合材料更佳地承受隨機撞擊的材料制成。該葉片(16)包括葉片頭部(26)。前緣防護件(32)安裝在葉片本體(30)上并且具有下蓋翼部(34)和上蓋翼部(36)。該下蓋翼部(34)具有下蓋凸片且該上蓋翼部(36)包括上蓋凸片，該下蓋凸片和上蓋凸片彼此折疊并且剛性地固定于彼此，以形成與葉片頭部(26)的局部覆蓋件(48)。本發明還涉及一種渦輪噴氣機，該渦輪噴氣機包括具有此種葉片的風扇，以及一種制造此種葉片的方法。

技術領域

本發明涉及一種由復合材料制成的葉片，該葉片包括前緣防護件。此種前緣防護件通常用于保護旋轉葉片或導向葉片的前緣免受撞擊和侵蝕影響。術語“葉片”在本文中用于同時涵蓋風扇葉片和飛行器螺旋槳槳葉。為了限制這些葉片的重量，這些葉片通常由諸如纖維強化聚合物材料的有機基質復合材料制成。雖然此類材料尤其是相對于這些材料的重量具有大體極為有利的機械特性，但這些材料對于點撞擊具有一定程度的敏感性。因此，通常由諸如鈦合金的極為強固的金屬材料制成的防護件經常安裝在此類葉片的前緣上，以保護這些葉片免受撞擊影響。此類防護件經常采取細壓力側翼部和細抽吸側翼部的形式，該細壓力側翼部和細抽吸側翼部由橫跨前緣放置的較厚部段結合在一起，且該防護件在前緣上以及在該防護件的相鄰壓力和抽吸側部段上與葉片的形狀緊密地匹配。壓力側和抽吸側翼部分別延伸到葉片的這些壓力側和抽吸側部段之上，且該壓力側和抽吸側主要用于將防護件定位并緊固在前緣上。

背景技術

為了改善葉片的空氣動力學性能，賦予這些葉片的前緣更為復雜的形狀，由此不僅使得制造需要緊密地匹配那些形狀的防護件而且使得將這些防護件固定在葉片上更為復雜。

此外，在對于葉片進行撞擊的事件中，防護件可能變得從由復合材料制成的葉片的前緣至少部分地松脫，由此導致葉片的空氣動力學性能降低，該葉片的空氣流性能相關聯地降低，伴隨著在部分防護件丟失的事件中出現失衡。此外，如果防護件的一部分被撕破，則葉片的前緣不再在其整個高度之上受保護，且在葉片的前緣處已裸露的復合材料經受來自外部環境的影響。所合成的輪廓大體是不規則的，由此還降低該葉片的空氣流性能。然后需要維修葉片和/或更換該葉片。

發明內容

本發明試圖至少部分地解決這些缺點。

為此，本發明提供一種葉片，該葉片包括葉片本體和前緣防護件，該葉片本體由通過纖維強化的有機基質復合材料制成，而該前緣防護件由比葉片本體的復合材料更佳地承受點撞擊的材料制成，且該葉片包括葉片梢端，前緣防護件組裝在葉片本體上并且包括壓力側翼部和抽吸側翼部，該壓力側翼部包括壓力側凸片且該抽吸側翼部包括抽吸側凸片，該壓力側凸片和抽吸側凸片彼此疊置地折疊并且固定于彼此，以形成葉片梢端的局部覆蓋件。

在對于前緣防護件的撞擊期間，存在延伸壓力側翼部和抽吸側翼部的壓力側凸片和抽吸側凸片用于降低防護件分離、尤其是在靠近于前緣防護件的在葉片梢端附近的自由邊緣處分離的風險，在這些自由邊緣處，此類分離最常觀察到。確切地說，壓力側凸片和抽吸側凸片并非是粘合地粘結于或焊接于壓力側翼部和抽吸側翼部的單獨部件，以使得該壓力側凸片和抽吸側凸片無法從壓力側翼部和抽吸側翼部分離。這些壓力側凸片和抽吸側凸片分別與壓力側翼部和抽吸側翼部一體地制成，從而為了將前緣防護件從葉片本體分離，需要將壓力側翼部和抽吸側翼部從葉片本體松脫并且還需要將壓力側凸片從抽吸側凸片松脫。因此，將前緣防護件從葉片本體分離所需的力較大。因此，降低損害葉片的風險。

前緣防護件可由鈦基合金制成。

該材料具有極為良好的承受點撞擊的能力。

術語“鈦基合金”用于指代大部分重量含量是鈦的合金。因此，能理解的是，鈦是合金中具有最大重量含量的元素。借助示例，鈦基合金可具有至少50％重量含量的鈦、較佳地至少70％鈦、更佳地至少80％鈦。