具有金属前缘的涡轮机叶片制造技术

一种用于涡轮机的叶片(200)，包括由纤维增强复合材料制成的叶片主体(240)和由金属箔(220)形成的金属前缘(250)，纤维增强复合材料由基质致密化，该箔具有分别在叶片主体的压力面(241)和吸引面(142)上延伸的压力面翼片(221)和吸引面翼片(222)，围绕叶片的气动轮廓卷绕，其特征在于，该叶片还包括由复合材料制成的至少一层单向织物(230)，其处于叶片主体和金属箔之间的前缘上，每层单向织物在叶片主体的压力面和吸引面的至少一部分上延伸。体的压力面和吸引面的至少一部分上延伸。体的压力面和吸引面的至少一部分上延伸。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有金属前缘的涡轮机叶片


[0001]本专利技术涉及由复合材料制成的用于航空燃气涡轮发动机或航空涡轮机的叶片的一般领域，更具体地，涉及具有金属前缘的涡轮机叶片。

技术介绍

[0002]为了保护叶片的复合叶片配列(blading)或主体免受磨损、侵蚀和/或异物冲击，叶片包括加强前缘，尤其是由钛制成的一体式前缘。
[0003]通过粘合在叶片配列上组装该钛前缘。尽管如此，这种类型的前缘在其整个生命周期中会产生巨大的材料及制造成本、以及不顺应性。
[0004]事实上，钛材料的成本很高，叶片的制造需要许多步骤以及材料废品。此外，在将钛前缘组装到叶片配列上期间，必须在粘合前缘之前准备叶片配列的表面，而后者需要预先通过长的高压釜循环。还需要调整叶片配列的接纳前缘的腔体，该腔体经常太宽或太窄，这导致叶片配列的翼片水平处的波纹和/或条纹。
[0005]在制造包括这种前缘的叶片的中间零件期间，也可以观察到安装开始时零件的不顺应性，而中间零件(钛前缘)是顺应的。
[0006]在不改变整个前缘的情况下，也很难修理这种损坏的前缘。
[0007]因此，希望有一种航空涡轮机叶片，其在制造和维护期间较便宜，且更易于修理。

技术实现思路

[0008]本专利技术涉及一种涡轮机叶片，包括由复合材料制成的叶片配列和由金属箔形成的金属前缘，该复合材料具有由基质致密化的纤维增强件，该箔具有通过符合该叶片的翼型而分别在叶片配列的内弧面和外弧面上延伸的内弧面翼片和外弧面翼片，其特征在于，该叶片还包括在叶片配列和金属箔之间的前缘上由复合材料制成的至少一个单向织物层，每个织物层至少部分地在叶片配列的内弧面和外弧面上延伸。
[0009]这种前缘可以容易地组装在叶片配列上，并且可以在不触碰或损坏叶片配列的复合结构的情况下修理，因为用仅与单向织物层接触的另一箔替换损坏和/或不顺应的箔就足够了。此外，本专利技术的前沿允许以较低的成本设计、生产和修理叶片。事实上，金属箔的厚度比单件式钛前缘的厚度小得多，因此在制造或修理叶片期间，材料的成本会降低。
[0010]使用这种类型的前缘也更容易适应特定的叶片几何约束，例如通过在叶片配列的内弧面或外弧面上延伸金属箔而不改变叶片配列的内部结构来加强叶片的面部之一。
[0011]根据本专利技术的一个实施例，金属箔在叶片配列的内弧面上延伸第一长度，在叶片配列的外弧面上延伸第二长度。
[0012]这允许设计一种叶片，其由箔所提供的金属加强件在叶片配列的内弧面(或外弧面)上延伸的长度大于叶片配列的外弧面(或内弧面)。
[0013]根据本专利技术的另一实施例，第一长度和第二长度相等。
[0014]这允许获得相对于连接叶片的前缘和后缘的轴线对称的前缘。
[0015]根据本专利技术的一个特定特征，每个单向织物层在箔的内弧面翼片和外弧面翼片的整个内表面上延伸。
[0016]这允许金属箔与叶片配列之间不直接接触。因此，金属箔的更换将被简化，因为它不会影响叶片配列的内部结构，并且在铺设新箔之前不需要准备叶片配列的表面。
[0017]根据本专利技术的一个实施例，叶片包括在金属箔和叶片配列之间的前缘上由复合材料制成的多个单向织物层，多个织物层的层彼此覆盖，并且至少部分地在叶片配列的内弧面和外弧面上延伸。
[0018]单向织物层允许在前缘损坏和更换金属箔的情况下保护叶片配列的内部结构。此外，由于这些层彼此覆盖，因此避免了在叶片的制造、使用或修理期间在多个层的各层之间可能发生的波纹或条纹现象。
[0019]根据本专利技术的一个特定特征，在所述至少一个单向织物层与金属箔之间存在粘合膜。
[0020]根据本专利技术的另一特定特征，一旦完成了单向织物层的覆盖，就共同注射金属箔和其余叶片。
[0021]根据本专利技术的另一特定特征，在所述至少一个单向织物层与叶片配列之间存在粘合膜。
[0022]这些不同的特性(粘合膜、共同注射和覆盖)允许将金属箔固定就位在单向织物层上，并将单向层保持就位在叶片配列上。
[0023]根据本专利技术的另一特定特征，每个单向织物层的复合材料包括Kevlar纤维。
[0024]根据本专利技术的另一特定特征，叶片配列是用玻璃纤维编织的三维零件，编织可以是部分的或全部的。
[0025]根据本专利技术的另一特定特征，金属箔在内弧面和外弧面上的厚度包括在0.1mm到0.5mm之间。
[0026]根据本专利技术的另一特定特征，所述至少一个单向织物层的厚度包括在0.15mm到0.25mm之间。
[0027]根据本专利技术的另一特定特征，该组单向织物层的厚道包括在0.2mm到1mm之间。
[0028]根据本专利技术的另一特定特征，叶片构成出口导叶、入口导叶、风扇叶片或变桨距叶片。
[0029]本专利技术的另一目的是一种用于修复根据本专利技术的涡轮机叶片的方法，包括移除金属箔、准备新金属箔的表面以及将所述新金属箔定位在至少一个单向织物层上。
附图说明
[0030]通过参考附图给出的以下描述，本专利技术的其它特征和优点会变得明显，这些附图示出不具有限制性的示例性实施例。
[0031][图1]图1示意性且部分地示出了根据本专利技术一实施例的叶片的视图。
[0032][图2]图2示意性且部分地示出了根据本专利技术一实施例的叶片的剖视图。
[0033][图3]图3示意性且部分地示出了根据本专利技术一实施例的叶片的剖视图。
[0034][图4]图4示出了表示根据本专利技术一实施例的叶片修理方法的不同步骤的流程图。
具体实施方式
[0035]图1至3中所示的叶片例如可以是固定叶片或流量矫直器。
[0036]图1示意性且部分地示出了根据本专利技术的叶片100。叶片100包括叶片配列140，该叶片配列140沿纵向方向L在内平台141和外平台142之间延伸，该纵向方向L对应于当叶片100安装在涡轮机中时的径向方向。叶片配列140沿横向方向T在前缘150和后缘151之间延伸。
[0037]叶片配列140由三维复合材料制成，更具体地，由具有由基质致密化的纤维增强件的复合材料制成。纤维增强件可以包括碳纤维，基质可以是有机类型的并且由致密化树脂获得。替代地，纤维增强件可以包括编织玻璃纤维。
[0038]放置在叶片配列140上的金属箔120通过符合叶片配列140的翼型来覆盖叶片配列140的前缘150。
[0039]由复合材料制成的至少一个单向织物层(图1中未示出)放置在前缘150上的叶片配列140和箔120之间。
[0040]图2示意性且部分地示出了根据本专利技术一实施例的叶片200的叶片配列240沿着图1的平面II的剖视图。
[0041]金属箔220包括分别在叶片配列240的内弧面241的部分和外弧面242的部分上延伸的内弧面翼片221和外弧面翼片222。翼片221和222集成到叶片配列240中，使得它们通过限定叶片200的翼型的部分而符合该翼型。
[0042]根据本专利技术，叶片200本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种涡轮机叶片(100、200、300)，包括由复合材料制成的叶片配列(140、240、340)和由金属箔(120、220、320)形成的金属前缘(150、250、350)，所述复合材料具有由基质致密化的纤维增强件，所述箔具有通过符合所述叶片的翼型而分别在所述叶片配列的内弧面(241、341)和外弧面(242、342)上延伸的内弧面翼片(221)和外弧面翼片(222)，其特征在于，所述叶片还包括在所述叶片配列和所述金属箔之间的前缘上由复合材料制成的至少一个单向织物层(230、331、332、333)，每个织物层至少部分地在所述叶片配列的内弧面和外弧面上延伸。2.根据权利要求1所述的涡轮机叶片，其特征在于，所述金属箔在所述叶片配列的内弧面上延伸第一长度(L1)，并且在所述叶片配列的外弧面上延伸第二长度(L2)。3.根据权利要求2所述的涡轮机叶片，其特征在于，所述第一长度和所述第二长度相等。4.根据权利要求1至3中任一项所述的涡轮机叶片，其特征在于，每个所述单向织物层在所述箔的内弧面翼片和外弧面翼片的整个内表面上延伸。5.根据权利要求1至4中任一项所...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：赛峰飞机发动机公司，
类型：发明
国别省市：