[發明專利]包括前緣防護件的葉片及生產該葉片的方法

有效

• 申請號: 201680056339.0
• 申請日: 2016-09-27
• 公開（公告）號: CN108026778B
• 公開（公告）日: 2021-08-17
• 發明（設計）人: M·A·吉麥特;J·古伊瓦爾克赫;G·P-M·諾塔利安尼;F·J-B·普扎杜;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)，包括葉片本體(30)和前緣防護件(32)，葉片本體(30)由通過纖維增強的有機基質復合材料制成，而前緣防護件(32)由比葉片本體的復合材料更佳地承受周期性撞擊的材料制成。前緣防護件(32)組裝在葉片本體(30)上，并且葉片(16)包括粘結到前緣防護件(32)和葉片本體(16)的結合增強件(46)。本發明還涉及一種包括配備有這種葉片的風扇的渦輪噴氣機，以及一種制造這種葉片的方法。

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。這些撞擊可能例如是發動機攝入諸如鴨子的大型鳥類或諸如麻雀的小型鳥類的結果。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

本發明旨在至少部分地彌補這些缺點。

為此，本發明提供了一種葉片，包括葉片本體和前緣防護件，葉片本體由通過纖維增強的有機基質復合材料制成，前緣防護件由比葉片本體的復合材料更佳地經受點撞擊的材料制成，前緣防護件組裝在葉片本體上，葉片包括粘結在前緣防護件和葉片本體上的結合增強件。

在對前緣防護件的撞擊過程中，結合增強件的存在用于降低防護件分離的風險，特別是靠近前緣防護件的自由邊緣。具體而言，由于結合增強件不僅結合在前緣防護件上而且結合在葉片本體上，因此前緣防護件的自由邊緣的至少一部分被結合增強件覆蓋，使得將前緣防護件與葉片本體分離所需的力更大。因此，降低了葉片損壞的風險。因此，舉例來說，前緣防護件在可能與葉片本體局部分離時很好地抵抗將大型鳥類攝入發動機中，并且在攝入小型鳥類時具體地由于結合增強件保持完整而不分離，甚至局部也不分離。在必要的情況下，可以在修復期間更換結合增強件，這比完全更換防護件更容易。

此外，在撞擊的情況下，如果結合增強件損壞，則其可以更換而無需更換前緣防護件和/或葉片。

由通過纖維增強的有機基質復合材料制成的葉片本體可以包括3D編織織物。

可以理解，在該實施例中，葉片本體具有在三維空間的三個維度上編織的纖維。因此，葉片本體不是通過堆疊多個二維(2D)纖維增強的復合基質材料層來制成的。3D編織葉片本體比2D編織葉片本體更不容易磨損。因此，當點撞擊發生在這種3D葉片本體上時，前緣防護件與葉片本體分離的風險增加。粘結在前緣防護件和葉片本體上的結合增強件的存在是非常有利的。