[发明专利]航空发动机及其风扇叶片

说明书

本发明提供了一种航空发动机及其风扇叶片。风扇叶片包括相对的叶盆壁、叶背壁以及由所述叶盆壁和所述叶背壁所限定的内腔，所述内腔内设有连续的多边形单元，其中至少部分多边形单元具有独立的胞壁，且至少一部分相邻多边形单元的相邻独立胞壁之间、至少一部分多边形单元的胞壁与叶盆壁之间、以及/或者至少一部分多边形单元的胞壁与叶背壁之间具有气膜阻尼结构。

技术领域

本发明主要涉及航空发动机领域，尤其涉及一种航空发动机及其风扇叶片。

背景技术

随着航空技术的飞速发展，大涵道比涡扇发动机采用的新技术也在不断增加，复合材料风扇叶片就是其中的关键技术之一。复合材料风扇叶片具有重量轻、刚度可设计等优点，在某种程度上可以说，复合材料风扇叶片的研制成功与否决定大涵道比风扇发动机成功的可能性。采用复合材料风扇叶片，叶片重量降低，满足了叶片质量要求。然而在一定程度上复材风扇叶片的刚度较低，且抗外物损伤能力差。

随着增材制造技术由新兴产业向主流技术发展，其为更为先进的复合材料风扇叶片结构的实现提供了可能。通过复合材料风扇叶片空心结构的设计，可以改进复材风扇叶片本身的刚度和动态力学特性，提升叶片的抗外物损伤能力，从而满足大涵道发动机的高性能、高寿命、高可靠性的适航要求。

发明内容

本发明提供一种航空发动机的风扇叶片，可以改善抗外物损伤能力差的问题，提高可靠性。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种航空发动机的风扇叶片，包括相对的叶盆壁、叶背壁以及由所述叶盆壁和所述叶背壁所限定的内腔，所述内腔内设有连续的多边形单元，其中至少部分多边形单元具有独立的胞壁，且至少一部分相邻多边形单元的相邻独立胞壁之间、至少一部分多边形单元的胞壁与叶盆壁之间、以及/或者至少一部分多边形单元的胞壁与叶背壁之间具有气膜阻尼结构。

在本发明的一实施例中，所述气膜阻尼结构包括分隔体和由所述分隔体以及相邻的壁限定的阻尼结构空腔。

在本发明的一实施例中，所述多边形单元为负泊松比结构。

在本发明的一实施例中，所述多边形单元为内凹蜂窝结构，具有靠近所述叶背壁的上胞壁、靠近所述叶盆壁的下胞壁以及连接所述上胞壁和下胞壁的斜胞壁。

在本发明的一实施例中，所述多边形单元为空心结构。

在本发明的一实施例中，所述上胞壁和下胞壁的长度相等。

在本发明的一实施例中，所述上胞壁、下胞壁和斜胞壁的厚度相等。

在本发明的一实施例中，设X为所述风扇叶片的轴向，Z为所述风扇叶片的径向，Y为所述风扇叶片的厚度方向；

设某一径向高度z上x位置的叶型截面厚度为叶盆壁厚度为叶背壁厚度为Y向内凹蜂窝结构的个数为n_x；

设叶型截面厚度的变化范围为D_max～D_min；

设内凹蜂窝结构的上胞壁和下胞壁的长度均为L_ab，单个内凹蜂窝结构的上、下胞壁间距离为L_ae，内凹蜂窝结构的胞腰的长度为L_cd，内凹蜂窝结构的上胞壁、下胞壁和斜胞壁的厚度均为h；

设组成所述气膜阻尼结构的相邻的壁的宽度为W，阻尼结构空腔的厚度为H；

当叶型截面厚度时，

n_x＝3；

h＝0.3L_ab；

H＝0.001mm～0.003mm；