航空发动机宽弦空心风扇叶片的发展及应用
航空发动机叶片关键技术发展现状分析
航空发动机叶片关键技术发展现状分析航空发动机叶片是航空发动机的重要组成部分，直接影响着发动机的性能和效率。
随着航空工业的不断发展，对于航空发动机叶片的要求也越来越高，因此其关键技术的发展成为了航空发动机领域的热点之一。
本文将对航空发动机叶片关键技术的发展现状进行分析，并展望未来的发展方向。
一、材料技术航空发动机叶片的材料是决定其性能的关键。
在过去，镍基高温合金一直是航空发动机叶片的主要材料，因为其具有良好的高温强度和抗氧化性能。
随着航空发动机工作温度的不断提高，传统的镍基高温合金已经不能满足发动机叶片的性能要求。
人们开始研发新型的高温合金材料，如含铱的单晶高温合金、含有强化相的高温合金等。
这些新材料具有更高的工作温度和良好的高温强度，能够更好地适应发动机叶片的工作环境。
除了材料的改进，还有一些新型材料的应用也在不断推进，比如碳纤维复合材料。
碳纤维复合材料具有优异的高温强度、轻质化和抗腐蚀等性能，逐渐成为航空发动机叶片的新材料选择。
碳纤维复合材料的成型工艺、连接方式、性能预测等方面的技术问题还有待解决，需要进一步的研究和发展。
二、制造技术航空发动机叶片的制造技术一直是航空工业发展的重要方向之一。
传统的叶片制造采用的是铸造和数控加工工艺，虽然能够满足一定的叶片质量和形状要求，但在材料利用率、制造周期、成本和精度等方面还存在着一定的不足。
近年来，随着增材制造技术的逐渐成熟，人们开始尝试使用增材制造技术来制造航空发动机叶片。
增材制造技术可以实现对叶片内部结构的优化设计，提高材料的利用率；同时可以实现叶片的快速制造，减少制造周期和成本。
目前，增材制造技术在航空发动机叶片制造领域的应用还处于起步阶段，但其潜力巨大，未来有望成为叶片制造的重要技术。
在叶片表面处理方面，热障涂层技术一直是航空发动机叶片的重要技术之一。
热障涂层不仅可以提高叶片的抗氧化性能，增加寿命，还可以降低叶片的工作温度，提高发动机的热效率。
目前，随着热障涂层技术的不断发展，新型的多层复合热障涂层、纳米涂层等新技术不断出现，为航空发动机叶片的表面处理提供了更多的选择。
航空发动机风扇 压气机叶片激光冲击强化技术的发展与应用
航空发动机风扇/压气机叶片激光冲击强化技术的发展与应用激光冲击强化(Laser Shock Peening，LSP) 技术是利用强脉冲激光产生的冲击波，从部件表面引入残余压应力的一种革新且最热门的表面强化技术。
该技术在部件表面形成的残余压应力深度比常规喷丸强化处理的深5~10倍，具有提高抗疲劳强度、延长疲劳寿命、抑制裂纹的形成与扩展、提高抗微动疲劳/抗磨损/ 抗应力腐蚀断裂特性等特点。
经过多年的开发与研究，美国于1997年将激光冲击强化技术成功应用于航空发动机风扇/ 压气机叶片，大幅度地提高了其抗外物损伤能力和高循环疲劳性能，并且于1998年美国研发杂志评为全美100项最重要的先进技术之一，被美国军方认定为第4代战斗机发动机的80项关键技术之一。
2003年以来，该技术又应用到F119发动机等第4代战斗机发动机高压压气机整体叶盘上，目前正在研究应用于包括激光难以进入区域的航空发动机轮盘等部件上[1-4]。
激光冲击强化技术原理与特点激光冲击强化技术的原理，是采用短脉冲（几十纳秒）的强激光辐射金属部件表面涂覆的约束层（如流动的水等），并通过约束层作用于金属表面涂覆的不透明涂覆层（如黑漆或胶带），涂覆层吸收激光能量发生爆炸性汽化蒸发，蒸发的气体吸收剩余的激光产生快速膨胀的等离子流，限定在部件表面与约束层间的等离子流产生急速增大的高压冲击波，冲击波产生的“冷作用”作用于金属表面并向内传播，形成由塑性变形引发的残余压应力[5-10]。
当冲击波的峰值压力超过被处理材料动态屈服强度时，材料表层不产生应变硬化，残留很大应力，同时微观组织发生很大的变化，显著提高材料的抗疲劳、耐磨损和防应力腐蚀特性。
虽然与常规喷丸强化类似，激光冲击强化技术也是通过在金属部件的表面产生有益的残余压应力提高部件的抗疲劳与耐损伤特性，但是由于引入残余压应力的方法不同，激光冲击强化技术处理的部件明显优于常规喷丸强化处理的部件。
（1）激光冲击强化一般采用钕玻璃、YAG 及红宝石的高功率脉冲式激光器。
航空发动机叶片知多少（一）——风扇叶片简介
航空发动机叶⽚知多少（⼀）——风扇叶⽚简介如果经常坐飞机，那肯定都知道，飞机发动机前⾯有⼀圈很⼤很⼤的叶⽚。
没错，通常通过发动机外观我们只能看到发动机的风扇叶⽚（涡扇发动机）或者涡桨叶⽚（涡桨发动机），也就是我们通常在飞机前⾯能看到的很⾼很⼤的叶⽚。
那飞机发动机上究竟是不是只有我们看到的风扇叶⽚啊？如果你只见树⽊，不见森林，那就错了，风扇叶⽚论数量只占到发动机中叶⽚总数的2%左右，还有很多叶⽚是什么呢？下⾯跟着⼩编⼀起来看看发动机上的叶⽚类型，以及每种叶⽚不同的⼯作原理。
今天我们先来说说——修长的风扇叶⽚！就风扇叶⽚⽽⾔，⽬前世界上⽬前最⼤风扇叶⽚是GE9X的风扇叶⽚它的叶尖直径为3.4m，采⽤GE公司的第4代碳纤维复合材料制成。
3.4m是什么概念，也就是说单个叶⽚安在发动机上，它的半径⼏乎相当于成年⼈的⾝⾼。
GE9X叶⽚钛合⾦风扇叶⽚风扇叶⽚是最容易观察到的叶⽚。
风扇叶⽚的直径⼀般⽐较⼤，从⼀⽶到三⽶多不等。
风扇叶⽚的主要作⽤是把进⼊发动机的空⽓进⾏初步压缩，压缩后的⽓体分两路，⼀路进⼊内涵道进⾏继续压缩，⼀路流进外涵道直接⾼速排出，产⽣巨⼤的推⼒。
可能觉得不可思议，其实涡扇发动机80%以上的推⼒都是由直接排出外涵道的⽓体提供的。
风扇叶⽚⼀般是由钛合⾦以及复合材料制成。
其中，GE的风扇叶⽚⼀般都是碳纤维复合材料。
复合材料的⽐强度很⾼，所以发动机转速，⽐较⾼的复合材料是不存在强度问题。
GE90发动机复合材料风扇叶⽚:直径达3.124m.叶⾝与叶根⽤IM7中长碳纤维与韧性好的8511-7环氧树脂组成的被称为”⼤⼒神”的8511-7/IM7复合材料制成⼀整体。
在叶⾝的压⼒⾯上喷涂聚胺酯防腐涂层，在叶背上涂有聚胺酯漆。
为提⾼叶⽚抗⼤鸟撞击的能⼒，叶⽚前缘从上⾄下包有钛合⾦薄⽚，在叶盆尾缘位于叶尖1/3的⾯积上也包有钛合⾦薄⽚。
钛合⾦薄⽚是⽤3MAF191胶粘到复合材料的叶⾝上的。
为防⽌叶⽚在叶尖与尾缘处材料脱层，⽤Kevlar材料制成的线在叶尖与尾缘处进⾏了缝合。
航空发动机风扇叶片预制体研发现状及趋势
航空发动机风扇叶片预制体研发现状及趋势1 研究背景在航空领域高速发展的今天，我国航空发动机研发技术的落后，限制了航空领域的发展，而国外对我国实行技术封锁，也成为了我国发展的制约力。
发展提高发动机制造技术已成为我国迫切需要解决的问题，而发动机风扇叶片的性能对发动机性能提升起到了关键的作用。
因此，对发动机风扇叶片的研究就显得尤为重要。
目前，发动机已经发展到了第四代，应用复合材料及先进的工艺技术，增强体主要为3D编织物或3D机织物。
风扇叶片预制体主要有3种制备工艺，分别是预浸料铺层工艺、3D编织工艺以及3D机织工艺。
预浸料铺层形成的风扇叶片厚度方向没有纤维连接会使叶片在受到外力冲击时，容易造成分层而导致叶片整体失效。
这种技术制备的材料，层间黏结性较3D编织物、3D机织物差，但其自动化程度高、技术相对简单，且对于形状各异的构件来说，后期加工方便。
随着技术进步，此项技术实现了自动化，被称为自动铺丝工艺，并成功应用于预制体的制备当中，Rolls-Royce公司的TRENT系列发动机风扇叶片就是应用此项技术实现了预制体的自动化生产。
风扇叶片是一种结构较复杂的构件，3D编织可实现其结构的近净成型，后期加工简单。
在编织风扇叶片预制件时，可通过工艺结构设计和适当的增减纱技术来实现叶片厚度的变化，通过一次成型实现风扇叶片预制件的完整编织。
目前，国内的3D编织技术还停留在半自动化水平，与国外相比差距较大，由此造成了编织结构件的成本较高，发展速度缓慢。
在采用3D机织工艺进行风扇叶片预制体织造时，其核心技术是如何实现风扇叶片厚度的连续变化和一次成型。
通过设计，可形成两种工艺，第一种是通过减少经纱层的方式来实现厚度变化［1］，这种方式存在织物中经纱断头的现象，织物完整性差；第二种是通过结构设计的方式实现，这种方式织成的构件完整性较好，且一次成型，对工艺结构设计要求较高。
2 国内外风扇叶片预制体制备技术研究现状2.1 国外制备技术发展现状预制体结构和制备技术成熟度影响着复合材料最终的性能，作为复合材料风扇叶片制造的关键技术之一，国外许多国家已经采用了多种复合材料风扇叶片预制体制备技术并实现了较高程度的自动化。
航空发动机空心风扇叶片的超塑成形和扩散连接制造技术
1
发动机的风扇叶片多采用钛合金材料，而钛合金在常温下屈服强度极高，塑性很差， 而且容易产生回弹，常规的金属工艺成形出的发动机叶片大多尺寸精度难以保证，而且 费时费力，不能很好地保证其性能。超塑成形/扩散焊接技术（Superplastic Forming and Diffusion Bonding，简称 SPF/DB）是利用材料在超塑性状态下良好的固态粘合性能而 发展起来的一种组合加工技术，采用 SPF/DB 工艺制造钛合金的多层板结构具有极大优 越性，该工艺可利用钛合金优良的超塑性和扩散连接性，用于制造钛合金多层结构件， 成本和重量约节省 30％～50％，它能节省工时，节约原料，提高效率，加工出重量轻而 结构刚度好的各种结构件。目前该工艺已成功地应用于成形航空航天钛合金的夹层结构 件，较为典型的如航空发动机的空心风扇叶片[1]。
2.1 超塑成形/扩散连接的概念 ........................................................................................ 2 2.1.1 超塑形（SPF） .................................................................................................... 2 2.1.2 扩散连接（DB） ................................................................................................. 3 2.1.3 超塑成形/扩散连接（SPF/DB） ........................................................................ 3
航空发动机空心风扇叶片扩散连接焊缝建模与优化分析技术
航空发动机空心风扇叶片扩散连接焊缝建模与优化分析技术The Modeling and Optimization for Diffusion Bonding Seam of Hollow Fan Blade in AeroEngine柴象海1,2，侯亮1,2（1.中航商用航空发动机有限责任公司设计研发中心，上海市200241；2.上海商用飞机发动机工程技术研究中心，上海市200241）摘要: 扩散连接钛合金空心瓦伦结构已经被成功地应用于航空发动机零部件，如风扇叶片、导流叶片等结构。
研究发现，瓦伦结构的几何特征对零件的抗冲击强度，例如抗鸟撞性能，有很大的影响，通过优化设计空心瓦伦结构来提升零件的抗冲击性能一直是工业界追求的目标。
本文针对典型的用于发动机空心风扇叶片的三层板空心瓦伦结构，采用HyperWorks工具包，通过基于试验的仿真优化研究了几个重要的瓦伦结构特征参数对抗冲击性能的影响。
首先通过有限元数值模拟和逆向分析的手段估算出钛合金空心瓦伦焊缝的失效强度。
然后通过数值模拟的结果得到了相邻瓦伦夹角、焊缝长度与扩散连接焊焊缝在冲击载荷下失效强度之间的关系。
本项研究可以为钛合金空心瓦伦结构零部件设计和抗冲击强度校核提供参考。
关键词:扩散连接；碰撞试验；HyperWorks建模优化；鸟撞；瓦伦结构Abstract: Diffusion-bonded titanium hollow components with a Warren girder internal structure, such as fan blade, OGV, etc., has been successfully used on aircraft engines. It was found that the geometric features of such Warren girder structure have significant effect on the impact strength of the component. Such design has provided the possibility for the designer to improve bird-strike resistance of the component by optimizing its internal Warren girder structure based HyperWorks. At first, a set of ballistic impact tests with titanium hollow panels with various internal geometric parameters were conducted, and the failure stresses of the diffusion-bonding area of the hollow structure were estimated through an inverse method based on test-analysis correlation. Then, a qualitative relation between the failure stress of the diffusion bonds and two important geometric parameters, skew angle of the girder and length of the diffusion bond, was established through numerical simulations. This study provided useful reference for the optimal design of components with Warren girder hollow structures.Key words:diffusion bonding; impact test; HyperWorks simulation optimizasition; bird-strike; warren structure1 概述伴随着涡轮喷气式发动机的研究与发展，扩散连接钛合金空心瓦伦结构零部件在国内外各大航空发动机中得到了越来越广泛的应用。
IAE国际航空V2500发动机图文介绍(最新整理)
IAE国际航空发动机图文介绍-V2500系列发动机V2500发动机的起源则来自其股东公司的发动机，比如罗罗公司的RB211发动机和普惠公司的PW4000发动机。
V2500最引人注目的特点之一就是它的风扇叶片，而这也是一个很好的例子来说明其股东公司所贡献的已被验证的先进技术。
V2500采用的是由罗罗公司设计和发展的无凸台宽弦空心叶片。
它的制造是在两块钛合金薄板之间放入同样是用钛合金作成的蜂窝状结构的材料，然后通过活性扩散焊接的方法将其连成一体。
这种叶片以极轻的重量获得了极大的强度，可以抗击外来物的击伤。
另外，由于其宽弦叶片本身的性质，跑道上的细小碎片和尘土可以被甩到旁路管道，因此同普通窄弦叶片相比，它可以使由于外来物击伤而导致的发动机拆卸减少4倍。
当V2500开始进入服役时，这种独特的叶片已经在罗罗RB211系列发动机上积累了5年的经验。
到今天为至，这种空心结构的宽弦叶片已在全球累积了1亿小时的服务经验。
普惠公司的“浮壁”燃烧室是另外一项贡献给V2500的技术。
燃烧室壁是由金属层板外壳组成的，里面挂有合金扇形块。
这些扇形块 “浮”在它们和外壳之间的冷空气上。
这样的设计提高了冷却效率，消除了压力，并且这些铸件都可以单独更换，因而减少了维修费。
高效的燃油率也是V2500的一大特点：例如，在一架典型的A321飞机的运营中，V2500可比竞争者减少3％的燃油，相当于每年每架飞机可节省4100桶的燃油。
这种全面费用的降低得益于以下几个方面：升级的宽弦叶片使空气流量达到最大，阻力达到最小；10级高压压气机、2级高压涡轮和5级低压涡轮的应用都提高了效率。
A5 发动机统计数据： 在役的飞机数量： 发动机小时数： 发动机循环数： 最高发动机小时： 最高发动机循环： 超过 1129 架 超过 36,000,000 超过 19,000,000 46,263 25,017对于空客A319，A320和A321来说，没有比V2500系列发动机更好的动力装置选择。
航空发动机叶片关键技术发展现状分析
航空发动机叶片关键技术发展现状分析航空发动机是现代航空运输中至关重要的组成部分，其性能表现直接影响到飞行安全和经济效益。
发动机叶片作为飞机动力系统中的关键部件，其结构设计和制造工艺对发动机性能和寿命都有着至关重要的影响。
本文将对航空发动机叶片的关键技术发展现状进行简要分析。
首先，叶片材料的发展是影响叶片性能的重要因素。
自从航空发动机问世以来，叶片材料的研发始终是关注的焦点。
传统的叶片材料包括钛合金、镍基合金等，但随着飞机速度和温度的提升，这些材料逐渐显露出性能瓶颈。
现在，尽管这些材料依然广泛应用于发动机叶片中，但新型高温材料，如陶瓷复合材料和碳纤维复合材料等也逐渐进入叶片材料研究的视野。
这些新型材料以其高温、高强度、高韧性等特点，在提升发动机性能方面具有重要的潜力。
其次，叶片设计的优化也是叶片性能提升的重要方法。
传统的叶片设计方法主要是基于经验式，对于复杂的三维叶片结构，这种方法存在许多局限性，如无法准确描述流场特性和非线性效应。
近年来，计算机辅助设计技术的广泛应用为叶片设计提供了新的思路。
数值模拟技术能够准确描述叶片结构和工作状况，并可以对叶片性能进行精确预测。
同时，优化方法的应用能够在满足叶片强度、刚度等约束条件的情况下寻求最优的叶片设计方案。
再次，叶片制造工艺的发展也是影响叶片性能的重要因素。
现代叶片制造中广泛采用的方法包括铸造、粉末冶金、机加工等。
这些方法各自具有优缺点，如铸造方法成本较低，但存在缺陷和孔洞等不利于叶片性能的因素；粉末冶金方法可生产复杂形状的叶片，但其材料性能常常不如铸造材料；机加工方法则能准确控制叶片的几何形状和尺寸，但成本较高。
为了克服这些制造方法的局限性，现代叶片制造开始广泛采用先进制造技术，如光刻、激光熔化等方法，以提高叶片质量和生产效率。
最后，叶片试验验证是衡量叶片性能的重要手段。
叶片试验可以对叶片的强度、刚度、振动等性能进行验证，以保证叶片在实际工作状况下的可靠性。
航空发动机叶片关键技术发展现状分析
航空发动机叶片关键技术发展现状分析航空发动机叶片是飞机发动机中十分重要的零部件，直接影响着发动机的性能和效率。
随着航空业的不断发展，航空发动机叶片的关键技术也在不断突破和创新。
本文将对航空发动机叶片关键技术的发展现状进行分析，并探讨未来的发展趋势。
航空发动机叶片的材料技术一直是航空工业的研究热点之一。
由于航空发动机叶片在高温、高压和高速环境下工作，要求材料具有优异的耐热性、抗氧化性、强度和刚度。
目前，航空发动机叶片的材料主要包括镍基高温合金、钛合金和复合材料等。
镍基高温合金是发动机叶片材料的主要选择，其在高温环境下具有良好的热稳定性和抗氧化性能，能够满足发动机叶片的高温工作要求。
随着材料工艺和合金配方的不断优化，镍基高温合金的性能得到了全面提升，使得发动机叶片的工作温度得以提高，性能得到进一步提升。
钛合金在航空发动机叶片中也得到了广泛应用，其具有良好的强度和刚度，同时具有较轻的重量，能够有效降低叶片的质量，提高发动机的功率密度和燃油效率。
复合材料在航空发动机叶片中也具有较大的潜力。
其具有良好的抗热性、抗疲劳性和抗腐蚀性能，同时具有较轻的重量和优秀的设计自由度，能够满足叶片结构设计的多样化需求，在未来发展中应用前景广阔。
航空发动机叶片的制造技术是叶片制造的核心环节，直接影响着叶片的质量和性能。
目前，航空发动机叶片的制造技术主要包括精密铸造、数控加工、表面处理和热处理等环节。
精密铸造技术是航空发动机叶片制造的关键技术之一，其主要应用于镍基高温合金叶片的制造。
通过熔模铸造、真空熔炼和精密成型等工艺，可以实现叶片复杂结构和内部冷却通道的精密成型，保证叶片的内在质量和性能。
数控加工技术在航空发动机叶片的制造中也得到了广泛应用，通过数控铣削、数控车削和电火花加工等工艺，可以实现叶片表面和内部结构的高精度加工，保证叶片的几何精度和表面质量。
表面处理技术和热处理技术在航空发动机叶片的制造中也具有重要作用，能够有效提高叶片的表面硬度和耐热性，延长叶片的使用寿命。
新一代商用航空发动机叶片的先进加工技术_王辉
合材料的加工机理，解决好切削过程 压气叶片的一个重要关注点在于如
中的刀具摩擦磨损及热积累问题，实 何高效率地实现高精度、高表面完整
现高表面完整性和精度的加工，一直 性的叶片加工（图 5）。近年来西方
都是当前复合材料加工技术的一个 航空发动机企业为钛合金叶片的高
核心问题。近年来，国内外对树脂基 速高效加工研究提供了大力支持，产
材料、加工工艺提出了极高的要求。 成熟的是树脂基碳纤维增强复合材
因此，从基础制造科学的原理及其关 料（CFRP），已 经 在 通 用 电 气（GE）
键技术工艺方法抓起，掌握叶片特别 公 司 的 GEnx、GE9X，CFM 公 司 的
是承受较大动载的转子叶片的先进 LEAP，罗·罗（Rolls-Royce）公司的
能会导致发动机的效率降低 2%~4% 材 风 扇 叶 片 制 造 和 应 用 技 术 的 成
左右。此外，叶片高速旋转（高压级 熟，其技术及性能优势近年来也愈
在 10000r/min 以上）过程中的叶身 加突出。其中以用于波音 777 飞机
所受载荷非常大，为了降低损伤概 的 GE90 系 列（如 115B 等）发 动 机
率，对叶片的材料性能、结构强度、表 的 掠 形 大 流 量 宽 弦 复 材 风 扇 叶 片
面质量等要求非常苛刻。热端部分 最 具 代 表 性，并 经 过 了 十 多 年、高
的叶片，高速旋转时除了极高的载荷 达 3600 万 飞 行 小 时 的 实 际 应 用 考
外，还要承受高温的影响，对叶片的 验 [3]。复合材料风扇叶片目前较为
26 航空制造技术·2014 年第 20 期
进入 21 世纪后，新一代大型商 用飞机（如空客 A380 和波音 787 等） 从控制油耗、改进效率、降低噪声、提 高安全可靠性、削减研制生产成本等 多个方面对大推力大涵道比商用航 空发动机的综合性能提出了更高要 求，而这些要求最终都需要航空发动 机的先进制造技术来实现。航空发 动 机 被 誉 为“现 代 工 业 皇 冠 上 的 明 珠”，集当代先进制造技术的诸多前 沿于一身。从国际上商用发动机先 进制造技术的发展历程来看，深入探 索、大力研究、重点发展先进材料零 部件的加工制造技术，改善航空发动 机核心结构的机械物理性能、结构工 艺性、可加工性和可生产性，是掌握 现代航空发动机核心制造技术的必
航空先进制造技术的发展趋势
航空先进制造技术的发展趋势为了适应国防建设和国民经济发展的需要，航空科技工业的主要产品-现代飞机和发动机正朝着高性能、高减重、长寿命、高可靠、舒适性以及降低制造成本的方向不断发展更新。
因此，要求飞机和发动机结构进一步整体化、零件大型化，以达到大幅度减少零件数量，从而减少零件之间连接所增加的重量的目的，避免由于连接带来的应力集中，提高结构寿命和结构可靠性；通过减少零件数量，还可以大量减少工装的数量和加工工装的工时，从而大幅度降低制造成本。
近十几年来，新一代飞行器的不断问世推动了各国航空制造技术的长足进步。
从总体上看，世界航空制造技术的发展趋势可以归纳为以下几个方面。
1、数字化制造技术成为提升航空科技工业的重大关键制造技术与传统研制技术体系相比，数字化设计/制造/管理体系的内涵发生了根本性的变化。
数字化制造技术的内涵特征包括：产品数字化：产品数字建模和预装配以及并行产品定义；设计数字化：飞机构型定义和控制，多变共用模块设计，采用整体件，减少分立零件；试验数字化：设计功能样机和性能样机，减少或简化实物试验；制造数字化：采用数字化生产线，大幅度减少工装模具，全面推行数字化制造方式；飞行数字化：构建虚拟飞行环境；管理数字化：以项目为龙头建立全球虚拟企业。
数字化制造技术的内容包括：定义数字化生产线和数字化车间；扩大数控机加范围，增加大件、高效数控加工；对钣金件、复合材料构件、焊接、检测等采用数字化技术手段和工艺；减少零部件工装，发展柔性工装和数字化装配定位技术，取消原用装配精加工台。
要求制造时间缩短66%，工装减少90%，制造成本降低50%。
1.1 国际现状波音777 - 全球第一个全机数字样机，是实现数字化制造的里程碑；JSF联合攻击战斗机-第一个基于全球虚拟企业制造的飞机项目，开创了数字化生产方式，代表了数字化制造的最高水平。
1.2 国内现状通过数字化技术的预研、产品型号研制和民机转包生产的应用，数字化制造技术有了较大发展，已全面开展三维数字化设计和虚拟装配，形成了全机级和部件级的数字样机，产品数据管理、工艺设计和工装设计制造基本上都采用了数字化技术，已开始研究数字化装配技术，为数字化制造奠定了基础。
航空发动机叶片关键技术发展现状分析
航空发动机叶片关键技术发展现状分析
航空发动机叶片是航空发动机中至关重要的部件之一，直接关乎整个发动机的性能和使用寿命。
随着航空工业的发展和航空市场的需求增加，对于航空发动机叶片的要求也越来越高，不断地提升着相关的技术水平和研究层面。
一、材料技术的创新
航空发动机叶片作为汽机、燃气轮机等发动机的核心部件，材料选择的优劣直接影响整个发动机的性能。
传统的金属叶片材料的弊端在于重量大，使得整个发动机的重量也增加了很多，因此航空领域开始对高性能陶瓷材料、复合材料以及高温合金材料进行研究和应用，使得发动机叶片具有更高的耐腐蚀性、更好的强韧性和高温性能，保证了整个发动机在高温和高压的环境下也能够正常工作。
二、精密处理技术的发展
航空发动机叶片的形状和尺寸非常精密，特别是在叶尖区域的加工精度要求非常高。
因此，越来越多的碳纤维复合材料叶片在生产过程中采用了精密数控加工技术，使得发动机叶片具有更高的几何精度和表面粗糙度，同时也保证了叶片在高温下不会发生变形。
三、减重技术的突破
随着航空市场逐渐趋向轻量化发展，航空发动机叶片在减轻重量方面也取得了许多突破。
早期采用的金属材料叶片通常会在叶片表面采用钛合金涂层，以降低热膨胀系数和增加叶片的寿命，但是涂层的开销也很大。
现在，航空叶片在材料上采用的是复合材料或高温合金材料，不仅重量大幅降低了，可以更好地承受高温高压环境的影响，而且还可以采用空心的设计，进一步减轻叶片的重量。
航空发动机涡扇叶片及其成形工艺
航空发动机涡扇叶片及其成形工艺涡扇发动机具有耗油率低、起飞动力大、噪音低和迎风面积大等特点。
60年代中期，它只应用于客机和轰炸机，当时人们普遍认为，它很难在高速歼击机上应用。
自70年代以来，带加力的高推比涡扇发动机的相继问世，使战斗机的性能提高到了一个新的水平，从而彻底改变了人们对涡扇发动机的偏见。
90年代中期，又为第四代战斗机成功研制了推重比10带加力的涡扇发动机。
与此同时，为满足发展巨型、远程运输机、宽机身客机的需要，国外先进的发动机厂家又研制成功了大推力、低耗油率、大流量比的涡扇发动机。
时至今日，涡扇发动机已是应用数量最多、范围最广和最有发展前景的航空发动机。
风扇叶片是涡扇发动机最具代表性的重要零件，涡扇发动机的性能与它的发展密切相关。
初期的风扇叶片材料为钛合金，具有实心、窄弦、带阻尼凸台结构。
现今，风扇叶片在材料、结构方面已改进许多。
为了增强刚性，防止振动或颤振，提高风扇叶片的气动效率，用宽弦结构代表了窄弦、带阻尼凸台结构；为了减轻重量，用夹芯或空心结构取代了实心结构；为了增大流量比，提高大推力涡扇发动机推进效率，风扇转子直径已增大到了3242mm，风扇叶尖速度已高达457m/s。
而这些材料新、叶身长、叶弦宽、结构复杂的风扇叶片的成形工艺是非常复杂的。
因此，风扇叶片的成形工艺始终是涡扇发动机的关键制造技术之一。
1早期风扇叶片早期风扇叶片为大尺寸实心结构，为防止共振及颤振，它的叶身中部常带有一个阻尼凸台(又称减振凸台)。
所有叶片的凸台连成一环状，既增强了刚性又改变了叶片固有频率，减小了叶根弯曲和扭转应力。
阻尼凸台接合面喷涂有耐磨合金，当叶片振动时，接合面相互摩擦可起阻尼作用。
阻尼凸台一般位于距叶根约整个叶片长度的50%～70%处。
阻尼凸台的存在带来一系列问题，如：由于它的存在及它与叶身连接处的局部加厚，使流道面积减少约2%，使空气流量降低，造成气流压力损失，使压气机效率下降，发动机耗油率增加；增加了叶身重量，使叶片离心力负荷加大；使叶片制造工艺更加复杂。
航空发动机复合材料风扇叶片制造工艺应用进展
航空发动机复合材料风扇叶片制造工艺应用进展
周何;李小兵;张婷;李小强;李东升;冯锦璋
【期刊名称】《航空制造技术》
【年(卷),期】2022(65)13
【摘要】大涵道比商用涡扇发动机为了减轻重量和追求更高的涵道比,采用复合材料风扇叶片已成当今趋势。
介绍了复合材料风扇叶片的发展与应用情况,总结了叶片的材料应用、模具设计和主流制造工艺,包括预浸料手工铺放/热压罐固化成型工艺、预浸料自动铺丝/热压罐固化成型工艺、三维机织碳纤维增强树脂传递模塑(RTM)成型工艺。
同时分别介绍了Hexcel、Snecma、罗·罗等国外公司复材叶片的模具材料选择和结构设计,并针对3种制造工艺的特点进行了对比和分析。
最后总结了制造复合材料风扇叶片的关键技术,并指出复合材料风扇叶片制造技术现已朝着材料形式混杂化、制造工艺自动化与自适应化、工装材料多样化的趋势发展。
【总页数】8页(P84-91)
【作者】周何;李小兵;张婷;李小强;李东升;冯锦璋
【作者单位】北京航空航天大学;北京航空航天大学宁波创新研究院;中航复合材料有限责任公司;中国航发商用航空发动机有限责任公司
【正文语种】中文
【中图分类】TB3
【相关文献】
1.商用航空发动机先进复合材料风扇叶片研究进展
2.航空发动机宽弦空心风扇叶片的发展及应用
3.航空发动机风扇/压气机叶片制造关键技术
4.航空发动机风扇/压气机叶片激光冲击强化技术的发展与应用
5.第五代航空发动机空心风扇叶片的制造技术
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先进航空发动机关键制造技术发展现状与趋势
先进航空发动机关键制造技术发展现状与趋势一、轻量化、整体化新型冷却结构件制造技术1 整体叶盘制造技术整体叶盘是新一代航空发动机实现结构创新与技术跨越的关键部件，通过将传统结构的叶片和轮盘设计成整体结构，省去传统连接方式采用的榫头、榫槽和锁紧装置，结构重量减轻、零件数减少，避免了榫头的气流损失，使发动机整体结构大为简化，推重比和可靠性明显提高。
在第四代战斗机的动力装置推重比10发动机F119和EJ200上，风扇、压气机和涡轮采用整体叶盘结构，使发动机重量减轻20%~30%，效率提高5%~10%，零件数量减少50% 以上。
目前，整体叶盘的制造方法主要有：电子束焊接法；扩散连接法；线性摩擦焊接法；五坐标数控铣削加工或电解加工法；锻接法；热等静压法等。
在未来推重比15~20 的高性能发动机上，如欧洲未来推重比15~20的发动机和美国的IHPTET 计划中的推重比20的发动机，将采用效果更好的SiC陶瓷基复合材料或抗氧化的C/C复合材料制造整体涡轮叶盘。
2 整体叶环（无盘转子）制造技术如果将整体叶盘中的轮盘部分去掉，就成为整体叶环，零件的重量将进一步降低。
在推重比15~20 高性能发动机上的压气机拟采用整体叶环，由于采用密度较小的复合材料制造，叶片减轻，可以直接固定在承力环上，从而取消了轮盘，使结构质量减轻70%。
目前正在研制的整体叶环是用连续单根碳化硅长纤维增强的钛基复合材料制造的。
推重比15~20 高性能发动机，如美国XTX16/1A变循环发动机的核心机第3、4级压气机为整体叶环转子结构。
该整体叶环转子及其间的隔环采用TiMC金属基复合材料制造。
英、法、德研制了TiMMC叶环，用于改进EJ200的3级风扇、高压压气机和涡轮。
3大小叶片转子制造技术大小叶片转子技术是整体叶盘的特例，即在整体叶盘全弦长叶片通道后部中间增加一组分流小叶片，此分流小叶片具有大大提高轴流压气机叶片级增压比和减少气流引起的振动等特点，是使轴流压气机级增压比达到3 或3 以上的有发展潜力的技术。
发动机风扇叶片展弦比的发展趋势
发动机风扇叶片展弦比的发展趋势
1. 效率和性能要求，随着航空发动机对效率和性能要求的不断提高，展弦比也在不断演进。
较高的展弦比可以提高风扇的推进效率，降低噪音和提高性能。
2. 材料和制造技术的进步，随着材料科学和制造技术的进步，设计师可以使用更轻、更坚固的材料来构建风扇叶片，从而允许更高的展弦比。
这种趋势也推动了展弦比的不断增加。
3. 涡轮风扇技术的发展，涡轮风扇技术的进步也影响着展弦比的发展趋势。
通过改进涡轮风扇的设计和工艺，可以实现更高的展弦比，从而提高风扇的效率和性能。
4. 噪音和环保要求，随着对飞机噪音和环保要求的不断提高，设计师需要在展弦比的选择上进行权衡，以实现在提高性能的同时降低噪音和减少对环境的影响。
总的来说，发动机风扇叶片展弦比的发展趋势是向着更高展弦比的方向发展，以实现更高的效率和性能，并满足对噪音和环保的
要求。
这一发展趋势受到航空发动机技术、材料和制造技术的影响，同时也受到对飞机性能和环保要求的影响。