西工大研發下一代航空發動機鋁基復合材料風扇/壓氣機葉片加工技術

  現代民用航空發動機設計指標不斷提高,大推力、低油耗、高可靠已經成為新的發展方向,高性能復合材料的廣泛應用成為下一代航空發動機的主要特征。原位自生TiB2/Al復合材料因其接近Ti合金的力學性能和更高的強重比,成為下一代商用發動機風扇/壓氣機葉片的理想材料。
  TiB2/Al復合材料葉片重量相當于空心率為33%的鈦合金空心葉片,若采用空心設計,其重量有望達到空心率為45%以上的鈦合金空心葉片,可有效減輕發動機重量;此外,其耐沖擊(冰雹、鳥撞等)能力比樹脂基(石墨纖維/環氧)復合材料更好,具有7倍于樹脂基復合材料的抗沖蝕(沙子、雨水等)能力,且任何損傷易于發現,并使成本下降1/3以上。
  張定華、汪文虎教授課題組與商發、上海交通大學金屬基復合材料重點實驗室、中航宏遠公司合作,突破了該新型材料風扇/壓氣機葉片的切削變形、表面完整性控制等技術難題,成功試制出了風扇葉片及增壓級轉、靜子葉片。汪文虎教授表示:“風扇葉片具有變厚度、大彎掠、高扭轉等特點,其葉高約720mm,葉尖弦長約374mm,是目前國內大尺寸的風扇葉片。風扇/壓氣機葉片的成功研制,對國產商用發動機的減重優化具有重要意義。”項目相關研究成果已發表在《INT J REFRACT MET H》、《INT J ADV MANUF TECH》等期刊上,并進行了有效的保護。
  汪文虎教授補充:“本項目在理論上進一步完善了顆粒增強鋁基復合材切削理論體系。在技術上有效規避了國際航空發動機主承制商為鈦合金、樹脂基復合材料和SiC增強鋁基復合材料葉片構建的封鎖,形成了具有自主知識產權的下一代航空發動機復合材料葉片設計和制造能力,填補了國內在該領域的空白。”
       更多信息請關注復合材料信息網www.lzzz.net