航空发动机复合材料静子叶片研究进展

玻璃钢/复合材料 ›› 2018, Vol. 0 ›› Issue (12): 96-101.

航空发动机复合材料静子叶片研究进展

王燚林^1,2, 刘天生¹, 刘东², 史鹏程², 祝颖丹², 陈明达^2*

1.中北大学环境与安全工程学院,太原030051;
2.浙江省机器人与智能制造装备技术重点实验室,中国科学院宁波材料技术与工程研究所,宁波315201

收稿日期:2018-08-03 出版日期:2018-12-28 发布日期:2018-12-28
通讯作者: 陈明达(1973-),男,高级工程师,主要从事碳纤维复合材料经量化技术开发、纤维复合材料构件成型的设备与纤维复合材料构件装备的研发等方面的研究,chenmingda@nimte.ac.cn。
作者简介:王燚林(1992-),男,硕士研究生,主要从事复合材料力学与结构设计方面的研究。
基金资助:
“十三五”装备预研中科院联合基金(6141A01141602);中国科学院科技服务网络计划

RESEARCH PROGRESS OF AEROENGINE COMPOSITE STATOR BLADES

WANG Yi-lin^{1, 2}, LIU Tian-sheng¹, LIU Dong², SHI Peng-cheng²

1.College of Environment and Safety Engineering, North University of China, Taiyuan 030051, China;
2.Zhejiang Provincial Key Laboratory of Robotics and Intelligent Manufacturing Equipment Technology,Ningbo Institute of Material Technology and Engineering, Chinese Academy of Sciences, Ningbo 315201, China

Received:2018-08-03 Online:2018-12-28 Published:2018-12-28

摘要/Abstract

摘要： 航空发动机静子叶片作为压气机的关键部分,对整个航空发动机的性能有着重大影响。采用轻量化纤维增强复合材料叶片,对实现减重、大推重比、高燃油效率起到关键作用。首先介绍了纤维增强树脂基复合材料叶片的设计流程和设计技术进展,然后从静子叶片预成型、成型和切削加工三方面讨论了制造工艺研究状况,并强调了前期设计在航空发动机冷端一体化发展中的重要性,最后通过对国外几种典型复合材料叶片的成功应用案例和当前设计技术以及成型工艺的发展趋势的分析,凸显了2.5D机织复合材料在未来航空发动机静子叶片发展中的地位,展望了航空发动机复合材料静子叶片的未来发展。

关键词: 静子叶片, 纤维增强树脂基复合材料, 预成型, 2.5D编织, 闭模成型

Abstract: As a core component of compressor, the stator blades have decisive influence on the performance of aeroengine. Adopting fiber reinforced plastic composites in lightweight engine fabrication plays a key role in realizing weight reduction, large thrust-to-weight ratio and high fuel efficiency. This paper mainly presents the designing process and technical progress of fiber reinforced resin-based composite blades, and then reviews the related research on the manufacturing process of stator blades from three aspects: pre-forming, forming and cutting. In addition, underlining the importance of prophase design in the integrated development of aero-engine cold-end. Finally, by analyzing the successful foreign application of typical composite blades and according to the development trend of current design technology and molding process, the paper highlights the visible position of 2.5D woven composites in the development of aerospace engine stator blades in the future, and prospects for the future development of aeroengine composite stator blades.

Key words: fiber reinforced plastic composites, 2.5D braiding, pre-forming, closed molding

中图分类号:

TB332

王燚林, 刘天生, 刘东, 史鹏程, 祝颖丹, 陈明达. 航空发动机复合材料静子叶片研究进展[J]. 玻璃钢/复合材料, 2018, 0(12): 96-101.

WANG Yi-lin, LIU Tian-sheng, LIU Dong, SHI Peng-cheng. RESEARCH PROGRESS OF AEROENGINE COMPOSITE STATOR BLADES[J]. Fiber Reinforced Plastics/Composites, 2018, 0(12): 96-101.

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