罗•罗公司时隔40年重返复合材料风扇叶片概念
By www.carbonfiber.com.cn
罗•罗公司目前在研的XWB先进涡扇发动机
罗•罗公司目前正在将目光从在其涡扇发动机上长期应用的钛合金空心风扇叶片移开，转而研制碳纤维增强复合材料(CFRP)风扇叶片。
这家英国制造业巨头与吉凯恩集团(CKN)一起开发了一种复合材料风扇叶片，将于2013年进行飞行测试，并可望在2020年前应用于遄达XWB之后的下一型新发动机。
虽然美国通用电气公司(GE)于1995年在GE90发动机上采用了碳纤维复合材料风扇叶片，并在后续新的GEnx系列发动机上也采用了相似的设计，但其在大西洋彼岸的竞争者(指罗•罗公司）到目前为止仍然坚持采用钛合金结构的风扇叶片。
复合材料风扇和风扇机匣以及轻重量低压涡轮将在遄达1000发动机得到应用
罗•罗公司战略营销副总裁Robert Nuttall认为，迄今为止还不可能造出与金属风扇叶片一样薄的复合材料风扇叶片。叶片的横截面厚度决定了其气动效率。就这一点而言，钛合金叶片保证了重量、阻力与振动耐久性、鸟撞等外物损伤(FOD)以及沙尘、雨水等引起的腐蚀达到最佳的平衡。罗•罗公司自RB211-22以来的所有大推力涡扇发动机均采用空心、宽弦钛合金风扇叶片，并采用超塑成型/扩散连接(SPF/DB)的制造工艺。
Nuttall说：“复合材料叶片重量轻，但是为了满足实际使用中的强度要求，一般都会比通常的金属叶片要厚，也就无法达到同等的气动效率。”罗•罗公司表示，钛合金风扇叶片比GE90的复合材料风扇叶片“重量更轻、气动效率更高”。不过，目前罗•罗公司已经和专营复合材料的GKN公司联合开发了一种跟钛合金叶片一样薄的碳纤维风扇叶片试验件，并满足在鲁棒性、制造成本以及产量可扩缩性等其它方面的标准。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，并即将于2013年第二季度在遄达1000发动机上开始飞行测试。之所以选择波音787的动力装置，是因为该发动机是研究最透的。随着英国德比地面试车和飞行测试中发动机流道内多测点的压力、温度和流线等可用数据的不断积累，遄达1000发动机将会比以往任何发动机都研究得更透。
Nuttall拒绝对复合材料风扇叶片取代钛合金叶片所期望的减重量发表任何评论。但是Nuttall说，总重的降低不仅仅是由于采用了更轻的叶片，一个“重要”的因素是采用了新的碳纤维风扇机匣。
同叶片一样，风扇机匣也需要满足不同的使用要求，为此机匣被设计成类似三明治的多层结构，其中每一层具有某种特定的功能。最内层用于保证尽可能小的转子叶尖间隙，避免产生总推力90%的风扇气流发生能量损失。同时，还必须避免当叶片由于振动或者湍流而使叶尖接触到密封衬套时损伤叶片，这也是为什么内表面通常要涂覆耐磨涂层的原因。
第二层的设计主要是为了在叶片一旦发生失效时能够吸收能量。为满足适航取证要求，发动机必须能够包容在最大工作状态下当一片风扇叶片或者其中一部分飞出时产生的所有碎片。最外层则用于为管线等附件装置提供结构支撑。
风扇叶片和机匣设计成一个整体系统。Nuttall表示，目前机匣已经单独完成了包括叶片飞出试验在内的地面试验。风扇叶片和机匣将组成先进低压系统(ALPS)，计划2013年同时在飞机上接受测试。
Nuttall说：“复合材料风扇和机匣将能够在2020年前用于新发动机。但是，ALPS并不能应用于升级当前发动机，因为包括遄达XWB在内的现有发动机核心机已经针对专用的风扇叶片和机匣系统进行了优化。”另外，依Nuttall所说，碳纤维复合材料风扇叶片的尺寸越大，带来的减重效果越明显，因而建议用在大推力发动机上，不过目前接受测试的复合材料叶片和机匣系统也能够很容易的用在窄体飞机的发动机上。
由于中等推力发动机对更小、更轻的风扇叶片提出了更高的强度要求，作为GE公司在CFM国际公司的合伙人，Snecma公司将采用新的CFRP结构制造工艺用于CFM56系列的下一代继任发动机——Leap-X。
与GE90和GEnx风扇叶片采用铺设多层预浸碳纤维薄层的方式不同，Snecma公司采用三维树脂传递模塑成型(RTM)工艺来制造Leap发动机的风扇叶片，其中在树脂注入和叶片高压成型前将碳纤维编制成三维结构。
来源:英国《国际飞行》
罗•罗公司介绍：
罗•罗公司即罗尔斯-罗伊斯公司 Rolls-Royce Ltd. 又译“劳斯莱斯”，劳斯莱斯这个译名主要用于汽车。劳斯莱斯有限公司(Rolls-Royce)于1906年在英国正式宣告成立。1971年负债亏损导致破产后在英国政府干预下将劳斯莱斯公司一分为二，分为汽车与航空发动机两间公司。劳斯莱斯品牌仍然由两家公司在两种产品上使用。罗•罗航空发动机是世界三大航空发动机厂家之一。劳斯莱斯汽车公司却鲜有作为，2003年劳斯莱斯汽车公司归入德国宝马集团。
罗•罗公司目前在研的XWB先进涡扇发动机
罗•罗公司目前正在将目光从在其涡扇发动机上长期应用的钛合金空心风扇叶片移开，转而研制碳纤维增强复合材料(CFRP)风扇叶片。
这家英国制造业巨头与吉凯恩集团(CKN)一起开发了一种复合材料风扇叶片，将于2013年进行飞行测试，并可望在2020年前应用于遄达XWB之后的下一型新发动机。
虽然美国通用电气公司(GE)于1995年在GE90发动机上采用了碳纤维复合材料风扇叶片，并在后续新的GEnx系列发动机上也采用了相似的设计，但其在大西洋彼岸的竞争者(指罗•罗公司）到目前为止仍然坚持采用钛合金结构的风扇叶片。
复合材料风扇和风扇机匣以及轻重量低压涡轮将在遄达1000发动机得到应用
罗•罗公司战略营销副总裁Robert Nuttall认为，迄今为止还不可能造出与金属风扇叶片一样薄的复合材料风扇叶片。叶片的横截面厚度决定了其气动效率。就这一点而言，钛合金叶片保证了重量、阻力与振动耐久性、鸟撞等外物损伤(FOD)以及沙尘、雨水等引起的腐蚀达到最佳的平衡。罗•罗公司自RB211-22以来的所有大推力涡扇发动机均采用空心、宽弦钛合金风扇叶片，并采用超塑成型/扩散连接(SPF/DB)的制造工艺。
Nuttall说：“复合材料叶片重量轻，但是为了满足实际使用中的强度要求，一般都会比通常的金属叶片要厚，也就无法达到同等的气动效率。”罗•罗公司表示，钛合金风扇叶片比GE90的复合材料风扇叶片“重量更轻、气动效率更高”。不过，目前罗•罗公司已经和专营复合材料的GKN公司联合开发了一种跟钛合金叶片一样薄的碳纤维风扇叶片试验件，并满足在鲁棒性、制造成本以及产量可扩缩性等其它方面的标准。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，并即将于2013年第二季度在遄达1000发动机上开始飞行测试。之所以选择波音787的动力装置，是因为该发动机是研究最透的。随着英国德比地面试车和飞行测试中发动机流道内多测点的压力、温度和流线等可用数据的不断积累，遄达1000发动机将会比以往任何发动机都研究得更透。
Nuttall拒绝对复合材料风扇叶片取代钛合金叶片所期望的减重量发表任何评论。但是Nuttall说，总重的降低不仅仅是由于采用了更轻的叶片，一个“重要”的因素是采用了新的碳纤维风扇机匣。
同叶片一样，风扇机匣也需要满足不同的使用要求，为此机匣被设计成类似三明治的多层结构，其中每一层具有某种特定的功能。最内层用于保证尽可能小的转子叶尖间隙，避免产生总推力90%的风扇气流发生能量损失。同时，还必须避免当叶片由于振动或者湍流而使叶尖接触到密封衬套时损伤叶片，这也是为什么内表面通常要涂覆耐磨涂层的原因。
第二层的设计主要是为了在叶片一旦发生失效时能够吸收能量。为满足适航取证要求，发动机必须能够包容在最大工作状态下当一片风扇叶片或者其中一部分飞出时产生的所有碎片。最外层则用于为管线等附件装置提供结构支撑。
风扇叶片和机匣设计成一个整体系统。Nuttall表示，目前机匣已经单独完成了包括叶片飞出试验在内的地面试验。风扇叶片和机匣将组成先进低压系统(ALPS)，计划2013年同时在飞机上接受测试。
Nuttall说：“复合材料风扇和机匣将能够在2020年前用于新发动机。但是，ALPS并不能应用于升级当前发动机，因为包括遄达XWB在内的现有发动机核心机已经针对专用的风扇叶片和机匣系统进行了优化。”另外，依Nuttall所说，碳纤维复合材料风扇叶片的尺寸越大，带来的减重效果越明显，因而建议用在大推力发动机上，不过目前接受测试的复合材料叶片和机匣系统也能够很容易的用在窄体飞机的发动机上。
由于中等推力发动机对更小、更轻的风扇叶片提出了更高的强度要求，作为GE公司在CFM国际公司的合伙人，Snecma公司将采用新的CFRP结构制造工艺用于CFM56系列的下一代继任发动机——Leap-X。
与GE90和GEnx风扇叶片采用铺设多层预浸碳纤维薄层的方式不同，Snecma公司采用三维树脂传递模塑成型(RTM)工艺来制造Leap发动机的风扇叶片，其中在树脂注入和叶片高压成型前将碳纤维编制成三维结构。
来源:英国《国际飞行》
罗•罗公司介绍：
罗•罗公司即罗尔斯-罗伊斯公司 Rolls-Royce Ltd. 又译“劳斯莱斯”，劳斯莱斯这个译名主要用于汽车。劳斯莱斯有限公司(Rolls-Royce)于1906年在英国正式宣告成立。1971年负债亏损导致破产后在英国政府干预下将劳斯莱斯公司一分为二，分为汽车与航空发动机两间公司。劳斯莱斯品牌仍然由两家公司在两种产品上使用。罗•罗航空发动机是世界三大航空发动机厂家之一。劳斯莱斯汽车公司却鲜有作为，2003年劳斯莱斯汽车公司归入德国宝马集团。
