韩日AV在线,纷乐,污污网站免费在线观看,亚洲一区二区三区中文字幕在线

泰山玻璃纖維
浙江大匯-承載膜
沃達(dá)重工 液壓機(jī) 華征新材料 天騏機(jī)械
當(dāng)前位置: 首頁 » 行業(yè)資訊 » 市場(chǎng)評(píng)述 » 正文

航空發(fā)動(dòng)機(jī)的這些部位都應(yīng)用了樹脂基復(fù)合材料

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2016-03-29  來源:《航空制造技術(shù)》  瀏覽次數(shù):97
  大型客機(jī)的發(fā)展是新一代商用航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)不斷發(fā)展的動(dòng)力,在性能、涵道比、耗油率、制造與維護(hù)成本、噪聲、長(zhǎng)壽命等方面都對(duì)新一代航空發(fā)動(dòng)機(jī)提出了更高的要求。這也導(dǎo)致國際民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈,航空發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展也愈加迅速。世界航空發(fā)動(dòng)機(jī)OEM巨頭GE、RR、PW為保持各自市場(chǎng)份額,維持其霸主地位,分別加快推進(jìn)新一代民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)研制步伐。以GEnx、PW1000G、Leap-X、Trent1000等為代表的新型大涵道比民用渦扇航空發(fā)動(dòng)機(jī)為應(yīng)對(duì)市場(chǎng)發(fā)展的挑戰(zhàn),均采用了多項(xiàng)新技術(shù)、新材料,以保證其產(chǎn)品的高性能、良好經(jīng)濟(jì)性、高可靠性和環(huán)保性,這在客觀上也為未來大涵道比民用渦扇航空發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)發(fā)展確立了新的標(biāo)準(zhǔn)和發(fā)展方向,也可以說是為民用渦扇航空發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)立了新的更高的準(zhǔn)入門檻。

在不改變目前渦扇航空發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)布局的前提下,新材料的應(yīng)用和新的結(jié)構(gòu)方案是實(shí)現(xiàn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)先進(jìn)性的重要技術(shù)手段。樹脂復(fù)合材料以其具有高比強(qiáng)度、比模量、抗疲勞、耐腐蝕、具有可設(shè)計(jì)性、材料/設(shè)計(jì)/制造一體性、低成本等一系列優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)成為航空發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)與制造商所青睞的高性能冷端部件的重要候選材料,并逐漸開始在航空發(fā)動(dòng)機(jī)冷端部件、短艙和反推部件上得到應(yīng)用。

什么是樹脂基復(fù)合材料樹脂基復(fù)合材料是以樹脂材料為基體、高性能連續(xù)纖維為增強(qiáng)材料,通過復(fù)合工藝制備而成,具有明顯優(yōu)于原組分性能的一類新材料。目前廣泛應(yīng)用的樹脂主要包括環(huán)氧樹脂、雙馬樹脂和聚酰亞胺樹脂,增強(qiáng)纖維主要包括碳纖維、玻璃纖維,工程上更習(xí)慣將碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料稱為先進(jìn)樹脂基復(fù)合材料。

發(fā)展歷程

樹脂基復(fù)合材料在航空渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用研究始于20世紀(jì)50年代,經(jīng)過60余年的發(fā)展,GE、PW、RR以及MTU、SNECMA等公司投入了大量精力進(jìn)行樹脂基復(fù)合材料研發(fā),取得了很大進(jìn)展,已經(jīng)將其工程化應(yīng)用到現(xiàn)役航空渦扇發(fā)動(dòng)機(jī),并且還有進(jìn)一步擴(kuò)大應(yīng)用量的趨勢(shì)。

樹脂基復(fù)合材料在航空發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用部位

樹脂基復(fù)合材料的服役溫度一般不超過350℃。因此,樹脂基復(fù)合材料主要應(yīng)用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)的冷端。樹脂基復(fù)合材料在國外先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)上的主要應(yīng)用部位如圖1所示。

 

640

 

圖1樹脂基復(fù)合材料在國外先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)冷端上的主要應(yīng)用部位

風(fēng)扇葉片

發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇葉片是渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)最具代表性的重要零件,渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的性能與它的發(fā)展密切相關(guān)。據(jù)統(tǒng)計(jì),風(fēng)扇段質(zhì)量約占發(fā)動(dòng)機(jī)總質(zhì)量的30%~35%,降低風(fēng)扇段質(zhì)量是降低發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量和提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率的關(guān)鍵手段,采用更大、更輕的風(fēng)扇葉片已成為發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)。風(fēng)扇葉片每減重1kg,風(fēng)扇機(jī)匣和傳動(dòng)系統(tǒng)也相應(yīng)減少1kg,同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)和飛機(jī)的機(jī)翼/機(jī)身結(jié)構(gòu)也分別減重0.5kg,這種由于風(fēng)扇結(jié)構(gòu)減重帶來的疊代效應(yīng)對(duì)飛機(jī)的減重非常重要。與鈦合金風(fēng)扇葉片相比,樹脂基復(fù)合材料風(fēng)扇葉片具有非常明顯的減重優(yōu)勢(shì)。除具有明顯的減重優(yōu)勢(shì)之外,樹脂基復(fù)合材料風(fēng)扇葉片受撞擊后對(duì)風(fēng)扇機(jī)匣的沖擊較小,有利于提升風(fēng)扇機(jī)匣包容性。

目前,國外已進(jìn)行商業(yè)化應(yīng)用的復(fù)合材料風(fēng)扇葉片的主要代表有為B777配套的GE90系列發(fā)動(dòng)機(jī),為B787配套的GEnx發(fā)動(dòng)機(jī),還有為中國商飛C919配套的LEAP-X發(fā)動(dòng)機(jī)。1995年,裝配樹脂基復(fù)合材料風(fēng)扇葉片的GE90-94B發(fā)動(dòng)機(jī)正式投入商業(yè)運(yùn)營,標(biāo)志著樹脂基復(fù)合材料在現(xiàn)代高性能航空發(fā)動(dòng)機(jī)上正式實(shí)現(xiàn)工程化應(yīng)用。在綜合考慮空氣動(dòng)力學(xué)、高低周疲勞循環(huán)等因素的基礎(chǔ)上,GE公司又為后續(xù)的GE90-115B發(fā)動(dòng)機(jī)研制了新的復(fù)合材料風(fēng)扇葉片。經(jīng)過11年累計(jì)890萬小時(shí)的飛行,GE90-115B發(fā)動(dòng)機(jī)僅有3片復(fù)合材料葉片被更換下來,證明復(fù)合材料葉片適用于嚴(yán)格的商業(yè)飛行要求。上述發(fā)動(dòng)機(jī)的復(fù)合材料風(fēng)扇葉片均為鋪層結(jié)構(gòu),即采用碳纖維/環(huán)氧樹脂預(yù)浸料作為原材料,經(jīng)放樣、下料、鋪層等工序后模壓而成。在材料和模壓成型工藝不變的情況下,GE公司又對(duì)GE90-115B發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇葉片進(jìn)行優(yōu)化,葉片數(shù)量由 GE90-115B的22片減為18片,進(jìn)一步降低了發(fā)動(dòng)機(jī)重量。

進(jìn)入21世紀(jì),航空發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)高損傷容限復(fù)合材料的強(qiáng)烈需求牽引著復(fù)合材料技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展,而通過不斷提高碳纖維/環(huán)氧樹脂預(yù)浸料韌性的方法已經(jīng)很難滿足高損傷容限的要求。在此背景下,3D編織結(jié)構(gòu)復(fù)合材料風(fēng)扇葉片應(yīng)運(yùn)而生。Snecma公司采用3D編織/RTM技術(shù)來制造LEAP發(fā)動(dòng)機(jī)的風(fēng)扇葉片,即首先用碳纖維編織成具有葉片形狀的預(yù)制體,然后放入模具中采用RTM成型工藝灌注樹脂,相比采用預(yù)浸料/模壓工藝的鋪層復(fù)合材料風(fēng)扇葉片,采用這種工藝成型的復(fù)合材料葉片具有非常優(yōu)異的層間性能,其損傷容限與抗外物損傷性能大大提升。

值得注意的是,這兩種結(jié)構(gòu)的樹脂基復(fù)合材料風(fēng)扇葉片均采用鈦合金加強(qiáng)邊對(duì)葉片前緣、葉尖、葉根等關(guān)鍵部位進(jìn)行增強(qiáng)。

風(fēng)扇機(jī)匣

風(fēng)扇機(jī)匣是航空發(fā)動(dòng)機(jī)最大的靜止部件,它的減重將會(huì)直接影響航空發(fā)動(dòng)機(jī)的推重比與效率。因此,國外先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)OEM也一直致力于風(fēng)扇機(jī)匣的減重與結(jié)構(gòu)優(yōu)化工作。圖2為所示為國外先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇機(jī)匣發(fā)展趨勢(shì)。

風(fēng)扇機(jī)匣的主要功能是在葉片由于疲勞破壞或鳥撞造成脫落時(shí),能起到防止高能碎片造成災(zāi)難性后果的作用。最初的風(fēng)扇機(jī)匣多采用不銹鋼或鋁合金,這就導(dǎo)致風(fēng)扇機(jī)匣的重量較大。隨著復(fù)合材料技術(shù)的發(fā)展,國外OEM率先將芳綸干纖維織物應(yīng)用于風(fēng)扇機(jī)匣,這種結(jié)構(gòu)的風(fēng)扇機(jī)匣的內(nèi)壁為鋁制的環(huán)形殼體,環(huán)形殼體外纏繞多層用Kevlar材料織成的條帶,最外層用環(huán)氧樹脂包覆,這種結(jié)構(gòu)的風(fēng)扇機(jī)匣又稱為風(fēng)扇包容環(huán)。對(duì)于這種結(jié)構(gòu)的風(fēng)扇機(jī)匣,當(dāng)風(fēng)扇葉片碎片撞擊到風(fēng)扇機(jī)匣后,會(huì)穿透薄壁金屬機(jī)匣卻被芳綸織物層捕獲,而且整體結(jié)構(gòu)不被破壞。但由于采用了多層芳綸纖維織物,導(dǎo)致這種風(fēng)扇機(jī)匣非常厚,盡管重量比金屬機(jī)匣有所降低,但對(duì)整體設(shè)計(jì)和裝配有較大影響。

相對(duì)于金屬葉片,復(fù)合材料葉片在脫落沖擊風(fēng)扇機(jī)匣時(shí)會(huì)分裂成更小的碎片,有利于機(jī)匣的包容。伴隨著樹脂基復(fù)合材料風(fēng)扇葉片在航空發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用,全樹脂基復(fù)合材料風(fēng)扇機(jī)匣開始在航空發(fā)動(dòng)機(jī)上推廣應(yīng)用。GEnx發(fā)動(dòng)機(jī)即同時(shí)采用了復(fù)合材料風(fēng)扇葉片和全復(fù)合材料風(fēng)扇機(jī)匣,使樹脂基復(fù)合材料的減重優(yōu)勢(shì)得以充分發(fā)揮。這種風(fēng)扇包容機(jī)匣首先采用二維三軸編織技術(shù)制造編織預(yù)成型體,當(dāng)復(fù)合材料風(fēng)扇葉片碎片撞擊到包容機(jī)匣后,可以被有效包容,包容效率提高大約30%。

 

640

 

圖2風(fēng)扇機(jī)匣發(fā)展趨勢(shì)

風(fēng)扇帽罩

因?yàn)槭欠侵鞒辛?gòu)件,風(fēng)扇帽罩是航空發(fā)動(dòng)機(jī)上最先使用的復(fù)合材料制造的部件之一,使用復(fù)合材料制造的風(fēng)扇帽罩可以提供更輕的重量、簡(jiǎn)化的防冰結(jié)構(gòu)、更好的耐蝕性以及更優(yōu)異的抗疲勞性能。目前,復(fù)合材料替代合金作為風(fēng)扇進(jìn)氣帽罩的材料已經(jīng)成為了一種趨勢(shì)。

目前,在R.R公司RB211發(fā)動(dòng)機(jī)、PW公司PW1000G、PW4000已經(jīng)采用樹脂基復(fù)合材料制備風(fēng)扇帽罩。

出口導(dǎo)流葉片作為靜止部件,出口導(dǎo)流葉片(OGV)已經(jīng)在國外先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)冷端部件上得到廣泛應(yīng)用,PW4084、PW4168發(fā)動(dòng)機(jī)采用PR500環(huán)氧樹脂制造風(fēng)扇OGV。 PW1000G發(fā)動(dòng)機(jī)采用AS7纖維/VRM37環(huán)氧樹脂RTM成型工藝制備風(fēng)扇OGV,并已形成成熟的復(fù)合材料靜子葉片工藝和技術(shù)體系。短艙

相比航空發(fā)動(dòng)機(jī)主機(jī),樹脂基復(fù)合材料在航空發(fā)動(dòng)機(jī)短艙具有更廣闊的應(yīng)用空間,如圖3所示。根據(jù)資料,國外廠商已經(jīng)在短艙進(jìn)氣道、整流罩、反推裝置、降噪聲襯部位大規(guī)模使用樹脂基復(fù)合材料。

 

640分享到

 

圖3樹脂基復(fù)合材料在短艙的主要應(yīng)用部位

其他部位根據(jù)資料,在航空發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇流道板、軸承封嚴(yán)蓋、蓋板等部位也在不同程度的應(yīng)用樹脂基復(fù)合材料。

 
關(guān)鍵詞: 航空制造 復(fù)合材料
 
[ 行業(yè)資訊搜索 ]  [ 加入收藏 ]  [ 告訴好友 ]  [ 打印本文 ]  [ 違規(guī)舉報(bào) ]  [ 關(guān)閉窗口 ]

 

 
?
推薦圖文
推薦行業(yè)資訊
點(diǎn)擊排行
(c)2013-2020 復(fù)合材料應(yīng)用技術(shù)網(wǎng) All Rights Reserved

  魯ICP備2021047099號(hào)

關(guān)注復(fù)合材料應(yīng)用技術(shù)網(wǎng)微信
欧美成人WWW免费全部网站| 无码久久久电影| 精品久久久蜜桃视频| 国产免费成人三级| 飘零电影院理论片| 国产精品无码制服丝袜| 欧美资源网| 激情图区在线免费播放| 水蜜桃AV网站| 久久久久之中文| 日本黄色电影久久| 亚洲AV日韩AV不卡在线观看| 婷婷五月天影视| 亚洲AV爱爱| 性按摩无码在线| 黄片在现关看| 秋霞网国产一区二区| 欧美成人精品H无码| 欧美一区中文字幕| 国产免费成人黄片| 依人A V在线| 亚洲精品和成片段| 碰在线看看| 热久久免费视频| 一本色道久久88综合日韩精品| 一二三四区AV| 日欧美在线| www污视频在线观看| 国产精品美女秋霞| 碌曲县| 狼人大香伊蕉国产WWW亚洲| 欧美激情精品久久久| 人妻操白浆,69| 国产视频极品区| 啪啪色悠悠| 国产一级无码AV免费久久| 亚洲欧美一区二区视频| 国产亚洲精品一二区| 黄色视频免费无码| 综合亚洲色图网| 五月四色天|