先进树脂基复合材料在大涵道比发动机上的应用.pdfVIP

新 视 点 NEW VIEWPOINT 先进树脂基复合材料在大涵道比 发动机上的应用 Advanced Polymer Matrix Composites for High Bypass Ratio Engines Application 中航工业沈阳发动机设计研究所　　沈尔明　王志宏　滕佰秋　李晓欣 大量使用树脂基复合材料大幅提高了大涵道比发动 机多方面的优异性能。树脂基复合材料的使用需要材料、 设计、工艺一体化协作。采用先进的复合材料制造技术， 可提高性能、降低制造成本。要想为民用航空市场提供安 全、舒适、节能、环保、具有竞争力的中短航程单通道商用 干线飞机，使用复合材料是必经之路。 定大型飞机研制能否成功的关键，是 耗油率、低噪声、低维修成本的需要， 制约大型飞机发展的“瓶颈”。 世界各主要发动机厂商都在大力推 大涵道比涡扇发动机是指涵道 广复合材料在大涵道比涡扇发动机 沈尔明 比大于 4 的涡扇发动机，它具有大推 上的使用。原因在于复合材料具有 硕士，中航工业沈阳发动机设计研 力、低油耗和低噪声等优点，是军用 金属材料无法比拟的低密度、高比强 究所通用技术研究中心工程师。主要从 事航空发动机的复合材料和非金属材料 和民用大型飞机广泛使用的发动机。 度和高比刚度，复合材料与其他材料 的设计、应用与研究工作。 20 世纪 70 年代以来，为满足大型军 的力学性能比较见表 1，其中树脂基 用和民用飞机对载重（客）量、航程 复合材料由于重量轻、技术较成熟等 距离、经济性、舒适性、安全性、环保 特点被最大程度地应用于一直以减 性等要求的不断提高，大涵道比涡扇 重为需要的航空领域 [4]。树脂基复 进入 21 世纪以来，随着空客 发动机也向大推力、低油耗、低噪声、 合材料在大涵道比发动机上的帽罩 A380、波音 787 等大型飞机的使用， 高安全性、高可靠性、易维护要求的 前锥、风扇转子叶片、风扇机匣及包 大飞机的研制越来越受到世界各国 方向不断迈进 [1-3] 。 容环、风扇出口导流叶片、风扇静子 的重视，并逐渐成为国家综合国力的 叶片、发动机短舱及反推装置、消音 重要组成部分。大涵道比涡扇发动 国外复合材料的应用 结构等部件上得到广泛应用 [5]。 机是大型飞机的重要组成部分，是决 为了达到发动机的高推重比、低 1　帽罩前锥 56 航空制造技术·2011 年第 17 期 NEW VIEWPOINT 新 视 点 表1　复合材料力学性能比较[6-7] 为1313kg/s。如此大的风扇叶片即 使采用钛合金制造的空心叶片结构，