复材叶片在民用航空发动机中的应用
因复合材料的低密度、高比强度、高比刚度，能有效降低油耗、噪音，采用复合材料叶片已成为民用航空发动机的发展趋势。以下是我为大家推荐的相关论文范文，希望能帮到大家，更多精彩内容可浏览(www.oh100.com/bylw)。
摘要：进入新世纪以来，多领域技术都得到了巨大的发展，特别是随着交通运输业的进步，大型民用飞机开始成为交通运输的主力军，因而各国开始更加重视大型飞机的研制，航空业也开始成为衡量一个国家综合国力的重要标准。而大型飞机研发的重点以及核心技术便是发动机技术。随着民用航空业的发展，民用航空飞机核心技术———发动机技术也发展飞速，其中复材叶片已经逐步在多种民机型号中得以应用。
关键词：民用航空;复合材料;发动机;风扇叶片
过去飞机发动机叶片主要采用金属以及合金，随着新材料出现，复合材料开始被应用于航空发动机叶片，与金属材料相比，其具有低重、低噪、高效的优势，并且复材叶片数量更少，能够有效抗震颤、损伤，并且在抗鸟撞性上也更加优越，满足了现代民航适航需要。因而复材叶片开始受到世界各大发动机厂商的关注，并逐步得以推广应用。
1复合材料叶片的应用
复材叶片制造技术主要有预浸料/压模技术和3-DWOVEN/RTM技术。采用预浸料/模压技术的代表有GE90、GEnx、TRENT1000及TRENTXWB发动机的复合材料风扇叶片，而LEAP-X发动机复合材料风扇叶片采用3D-WOVEN/RTM技术成型。
1.1预浸料/模压成型叶片
采用该种复材叶片的代表主要有GE90发动机和GEnx发动机(美国GE)，此外罗•罗公司也在进行相关研发。(1)GE90发动机。该型号发动机为GE公司上世纪九十年代所研发的特大推力发动机，是国外应用于民航最早使用复材叶片的发动机之一。该发动机复材叶片使用了预浸料/模压成形技术，叶片从内至外逐渐减薄，叶尖厚度最薄。并且在叶身涂有防腐涂层(聚氨酯)，叶背采用一般涂层，前缘包边采用钛合金材料，从而提高叶片鸟撞抗性。为防止复合材料在运行中分层，在叶片后缘以及叶尖处采用纤维缝合技术予以加固。叶根榫头为三角燕尾形，其表面涂有耐磨材料以降低榫头摩擦系数。GE90所采用的复材叶片为22片，相比较于钛合金空心叶片，复材叶片质量更轻，强度更高。经过十余年的运行，证明了复合材料风扇叶片适用于具有严格要求的商业飞行的需要。(2)GEnx发动机。该发动机所应用的复材叶片材料以及模压成型工艺，同GE90相比变化不大，在此基础上GEnx对GE90的复材叶片的结构设计进行了优化。GEnx主要采用了第3代GE复合材料，外形也类似GE90-115B发动机，但由于使用了新一代三元流设计，叶片数减为18片，总质量进一步降低。叶片尖部以及前缘使用钛合金护套，并在叶片榫根部位，增加了耐磨衬垫，便于后期维护检修。(3)随着复合材料在民航发动机中的应用，英国罗•罗公司也开始将目光从钛合金叶片上转移到复材叶片。其同GKN集团正共同进行碳纤维增强复材叶片的研发，该叶片同钛合金叶片同样薄，并且在量产、成本以及鲁棒性上均符合民航发动机标准。目前这种碳纤维风扇叶片已经完成了包括叶片飞出、鸟撞试验在内的地面试验。
1.23-DWOVEN/RTM成型复材叶片
对于风扇叶片中等推力发动机提出的强度要求更高，因而Snecma公司在CFM56系列发动机研发中，在LEAP-X中将会应用碳纤维对复合材料进行增强。相比较于GEnx以及GE90，所采用的碳纤维薄层铺设技术不同，Snecma公司在LEAP发动机叶片的制造中所采用的RTM工艺，是将碳纤维进行预先编制，在树脂注入以及叶片高压成型之前，碳纤维便已经成为3-DWOVEN结构。Snecma公司在复材叶片的制造上委托了AEC公司，由于AEC公司生产制造自动化程度相对较高，因而其制备三维编制预制体并完成整个叶片的制造仅需要24小时。同CFM56(CFM公司)发动机相比，LEAP发动机叶片成型采用了3-DWOVEN/RTM技术，前者结构上采用了更多的技术，而后者采用复合材料，有效减轻了发动机重量，提高了燃油效率，降低了排放量和发动机噪声。目前，LEAP-X发动机已经开始得到中国多种旅客机的关注，未来将会逐步在中国普及推广。
2复材叶片的发展趋势
因复合材料的低密度、高比强度、高比刚度，能有效降低油耗、噪音，采用复合材料叶片已成为民用航空发动机的发展趋势。制约复合材料叶片大规模应用的关键因素是预制体制备、复材成型技术等。
2.1预制体制备
复材叶片制造的难点之一是制备预制体。国外常用的预制体制备方法有两种：一种是选用IM7/8551-7和IM7/M91作为预浸料并采用激光定位手工/自动化成型技术制备，适用于制备大推力、大叶盘直径涡扇发动机的风扇叶片预制体;另一种是对IM7碳纤维进行预浸渍处理，通过3D-WOVEN/RTM自动化技术成型，主要用于制备小推力涡扇发动机风扇叶片的预制体。以往采用激光定位辅助+手工铺叠的技术进行预制体制造，而GKN公司开发了自动化丝束铺放设备(简称AFP)可实现预制体的自动化成型。罗•罗公司在研制TNENT系列发动机复合材料风扇叶片时使用了GKN公司的自动化纤维丝束铺放设备，实现了复材叶片预制体的自动化成型，并运用超声刀对预制体进行切割。Snecma公司率先提出了无余量预制体成型技术、预制体预变形技术以及高度自动化的预制体制备技术。Snecma公司的3DW/RTM成型风扇叶片预制体技术可降低传统二维风扇叶片的分层缺陷产生的可能性，让叶片顶部更薄、根部更厚;经纱连续的变截面成型技术提高预制体的承载能力;采用高压水射流对预制体进行无余量切割。
2.2成型技术RTM
注射成型以及模压是目前国际上流行的复材叶片成型技术，虽然两者在技术上具有一定的差异性，但均可称为闭模成型技术。涡扇发动机的叶片扭转大且为双曲面，其结构形式相对复杂，常规的成型技术无法满足叶片加工精度，而闭模成型技术的成型精度高，能够很好的满足涡扇发动机对于叶片制造的需求，因而其逐步成为目前复材叶片成型的'主流技术。随着技术的逐步发展，目前国外开始利用复合材料模具代替金属模具，以此保证生产加工中模具和零件能够保持一致的热膨胀系数，进而获得更高的零件尺寸精度。此外，复材叶片成型加工技术开始引入数字仿真模拟技术，从而在技术研究前期对成形工艺进行方向性指导，在研制过程中合理规避风险，缩短研制周期，降低研制成本。
3结束语
复合材料以其优越的特性开始成为民航发动机叶片的主流材料，并且随着技术的发展，复材发动机叶片的制造效率更高，自动化程度也更先进。在未来高精度、可靠性、一致性会成为复材叶片生产研发的主要方向。我国自主研发的大型民用客机中也开始应用商用发动机，这为我国复材叶片的研发制造提供了一个契机，虽然目前复合材料在我国航空发动机制造中还处于初始应用阶段，复材叶片的制造业仅在起步阶段，但在我国技术人员的努力下，我国自主研发的应用复材叶片的涡扇发动机必然会在世界航空领域占据一席之地。
参考文献:
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2.通过撰写毕业论文，提高写作水平是干部队伍“四化”建设的需要。党中央要求，为了适应现代化建设的需要，领导班子成员应当逐步实现“革命化、年轻化、知识化、专业化”。这个“四化”的要求，也包含了对干部写作能力和写作水平的要求。
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钨丝可以当芯下在熔模型腔内，液态金属浇入后将其包裹，类似钢筋和混凝土结构，即不影响铸造流动性，还可以增加叶片涡轮耐高温强度，因为钨的数量大可以降成本。也许值得一试。硬质合金钨貭量大，重量重，军事上穿甲弹，导弹弹头。工业用途冶金轧辊，机床刀片等。
主要是材料没有突破，能够耐受高温高压材料才能够既不怕高温也不怕高强度！当然有了高能量密度电瓶后，燃油发动机必然淘汰，这需要在材料突破，再就是半导体技术突破，各种材料突破，还有就是超固态焊接技术。
发动机用卡诺循环算热效率，温度从1800度下降到1000度，其热效率只下降6%到8%，对军机油耗根本就不算啥，却使材料难度大增，所以叫喊材料不行，都是胡咧的战略忽悠局出品的，那几个院士根本就不认这了。
讲点题外话，基础科学是国家工业之本，现在的学生选择这方面的专业越来越少了，学校也是重点放在一些就业好的专业，基础科学的专业往往成了冷门专业像矿冶，材料等又累工资又低，就业前景一般。相反在美，俄及其他欧洲国家研究还很重视的，这点我们的教育部门也应该反思的。
1.纯钨韧脆转变温度550℃左右，高温使用韧性不差，熔点高达3410℃。 2.钨密度高达19.3，与金接近，是限制其在航空航天应用的关键，同族钼元素密度低航天应用广泛。 3.金属铼只在少部分金属中表现强韧化效应，入钨中加入铼能够显著提升强韧性，室温可表现塑性，称为铼效应。说是味精差得远。 4.目前使用的航空发动机叶片，使用的铼比例不低，道听途说不可信。
咱在八九年遇到一矿物炸成电强磁光，特续数秒后，矿物材质变数众小粉䢂落在近：圆周平米内依稀可见，使用放大镜 可找到均匀分布地表面上，它保原色，当时产生炸温是亦白兰光的，质还未锐变，但咱不知是属那类物？由于它体小，似比金品重点。外国可能使这矿物做成阻断电磁波的大器，还可回收再利用加工利用几次？看报道图可分析是可多次使用有这可能？
但是过去经验就是国产电子管钨丝设计温度比实际必须的温度高许多，导致电子发射物早早的衰竭失效，使得产品落个劣质称号，国内专家唯老外的设计为标准，就是不看实际进口产品本来面目，只会甩锅。飞机发动机涡轮叶片也是一样中计，俄式涡轮叶片烧得发蓝，当然很快损坏，如果把叶片温度限制在800度，含钨材料强度会好得很，热效率仍在50~60%，欧美飞机全都一样，B52冒黑烟哪来1750度？看那些美英论文尽是些坑，专坑后来模仿者的，我们主要看他们的成品。看波音空客叶片的温度是多少，拿他们叶片分析材质，真相才能显露。
工程师就是工程师！有渊博的专业学识，更有融会贯通的技术，更有分晰透彻材质对比，更会择优录用良好数据的便别！高人！国之栋梁！前途不可估量！祝福工程师更上一层楼，创造事业更大辉煌！为国家为民族做出更大贡献！
事实金属铼比钨密度大，航发叶片用铼合金代替钨合金不是因为两者的密度，而是因为航发运转高温时，叶片中的钨容易氧化，会导致叶片整体热力学性能的下降影响到航发的使用寿命；相比较铼合金做的叶片热力学性能更稳定，做的航发寿命更长！中国航发制造现遇到的瓶茎之一就是国内现铼资源太缺少！
人类工业化发展前景何方，美国一人可用全自动化机器种上万亩田养一个城市人口，突显农场工业化实力。美国对中国工业化明显遏制制裁，何况将来可能对外星人的对抗与和平，所以中国应加快核聚变喷气宇航发动机的研发，为将来用核发动机可推动像月球一样星球做准备，因太阳系边缘大量百万小行星可做人类新生存家院，人类可用核发动机改变小行星轨道迁移至授受太阳良好光照而生物繁荣在错开地球绕太阳轨道的宜居带轨道生存。
人工改造小行星可在小行星装动力装置，如几万吨质量约小行星用长征五号的煤油液氧发动机就可在太阳系任意改变其绕太阳的轨道，再在小行星上加装防气体被太阳风刮走的类似美国发射到太阳表面六千万公里高的探测器隔热系统双碳纤维板隔热板包裹小行星，则小行星可成为人控的大型宇宙飞船城市级星球至少可生存万人工作。
