最大的復材風扇葉片

 CFRP葉片和風扇箱為雙發飛機減重700千克。

 

在英國布里斯托爾的羅爾斯羅伊斯復合材料技術中心生產的復合材料風扇葉片。

 

勞斯萊斯(英國倫敦)已經開始制造世界上最大的風扇葉片,用于其UltraFan演示發動機,這將設定新的效率和可持續性標準。這一里程碑標志著演示發動機部件生產的正式開始。

 

藝術家對UltraFan的渲染圖,其采用直徑為140英寸的18個復合材料制成的風扇葉片。

碳纖維增強聚合物葉片

據報道,UltraFan發動機將設定新的效率和可持續性標準,與第一代Trent發動機相比,可減少25%的油耗和排放。其中一部分效率提升來自于UltraFan的復合材料風扇葉片和風扇箱,這使得雙發動機飛機的重量減少了700公斤,相當于減少了七個帶行李的人的重量。

 

作為一個組合,這些復合材料葉片的直徑為140英寸,幾乎與當前窄體客機的機身大小相同。它們是在公司位于英國布里斯托爾的技術中心制造的。

 

風扇葉片由500層Hexcel的(美國康涅狄格州斯坦福德)HexPly M91碳纖維增強、高韌性抗沖擊環氧樹脂預浸料制成。Hexcel提供分切膠帶用于自動鋪層。葉片經過熱壓罐固化、精密機械加工,然后涂覆涂層,再在前緣粘貼一層薄的鈦箔,以防止侵蝕、異物和鳥擊。復合鈦(CTi)葉片使用計量和超聲波測試進行檢查和測量。

 

在羅爾斯羅伊斯復合材料技術中心使用GOM計量系統掃描復合材料風扇葉片。

布里斯托爾復合材料設施

布里斯托爾復合材料設施可追溯到2008年成立的復合材料技術與應用有限公司 (CTAL),這是羅爾斯羅伊斯和GKN航空航天 (雷迪奇,英國) 的合資企業。CTAL 將羅爾斯羅伊斯在先進發動機技術方面的專業知識與GKN航空航天在復合材料研究和自動化制造方面的能力結合在一起。英國政府從2008年開始資助羅爾斯羅伊斯的復合材料技術研究和開發,并于2012年在懷特島建立了CTAL設施。羅爾斯羅伊斯在2015年宣布,將于2017年將CTAL的能力,包括設備和30-40名人員,從雷迪奇搬到布里斯托爾。

 

羅爾斯羅伊斯公司于2015年報告稱,預生產復合材料設施將建在布里斯托爾工廠現有的建筑內,并且其新的碳纖維復合材料電氣線束組件正在建設中。這兩個設施都受益于與布里斯托爾國家復合材料中心(NCC)合作開發的制造技術,以及布里斯托爾大學羅爾斯羅伊斯大學技術中心進行的研究。

可持續發展策略的關鍵要素

 

羅爾斯羅伊斯碳纖維復合材料鈦 (CTi) 風扇葉片用于先進的低壓系統 (ALPS) 試驗機。

 

復合材料葉片已經在先進的低壓系統(ALPS)開發發動機上進行了廣泛的測試,包括在羅爾斯羅伊斯飛行試驗臺上進行的飛行測試。ALPS是羅爾斯羅伊斯、Clean Sky、英國資助委員會(Innovate UK)、英國內閣 Office for Artificial Intelligence(BEIS)、ATI、ITP Aero和GKN之間的合作伙伴關系。為了實現UltraFan的技術開發組合由ATI、英國資助委員會(Innovate UK)、LuFo和Clean Sky 2支持。

 

UltraFan 是勞斯萊斯可持續發展策略的關鍵要素,涉及持續的研究以改進燃氣輪機性能,以及開創性的電氣化和與工業合作伙伴共同加速可持續航空燃料的采用。它也是勞斯萊斯智能發動機愿景的一部分,該愿景將公司的產品、服務和數字技術結合在一起。

 

UltraFan,將于2021年開始地面測試,并在本十年末投入可用,是一種可擴展的設計,推力從25,000磅到100,000磅不等。它還具有以下特點:

 

  • 一種新的發動機核心架構——提供最高的燃油燃燒效率和低排放;
  • 先進陶瓷基復合材料——在高渦輪溫度下更高效運行的耐熱部件;
  • 采用傳動設計以最大化高推力、高旁通比發動機的效率。

 

“這是UltraFan的時代,能夠在這個十年開始生產演示發動機,進入2020年代,這令人興奮,”克里斯·喬勒頓(Rolls-Royce民用航空航天總裁)說。“我們已經具備了所有基本要素,設計、技術、全新的測試平臺,現在我們實際上看到發動機正在成形。”