[发明专利]一种复合材料可调静子叶片

说明书

本申请属于发动机维护设备设计技术领域，特别涉及一种复合材料可调静子叶片，包括上、下轴颈；上、下缘板；叶身；另外，叶片分为中心层板区、中心填充区、增强层板区以及型面构造区，中心层板区、增强层板区由复合材料预浸料铺成的层合板构成，中心填充区由复合材料预浸料构成，型面构造区由树脂或覆盖其表面的单层预浸料构成；中心层板区和中心填充区组成叶片的核心承力区，增强层板区位于核心承力区两侧，型面构造区用于保证复合材料可调静子叶片外形光顺。本申请的复合材料可调静子叶片，有效解决复合材料可调静子叶片的设计可行性及工程化问题，以及叶片构型复杂、铺层难以实现的问题，并提高了其抗气动弯矩和气动扭矩的能力。

技术领域

本申请属于发动机维护设备设计技术领域，特别涉及一种复合材料可调静子叶片。

背景技术

树脂基复合材料叶片广泛应用于航空发动机，国外对复合材料开展了大量的研究，目前复合材料叶片已应用于GE90、GEnx、TRENT1000、 TRENTXWB及LEAP-X等多款发动机上。与钛合金叶片相比，复合材料风扇叶片具有重量轻、效率高、噪声低的特点，具有更优异的抗颤振性能和损伤容限能力，同时抗鸟撞性能也能满足适航需求。

目前树脂基复合材料主要应用于外涵机匣、风扇转子叶片、静子扇形段（不可调）等航空发动机构件，这些结构件具有结构尺寸较大，复合材料铺层方向一致性好、结构功能较为单一、转接结构简单等特点。

但是，对于压气机/风扇可调静子叶片来说，其结构构型复杂、复合材料铺层方向变化剧烈、承载以及使用条件较外涵机匣、风扇转子叶片以及静子扇形段更为复杂。

而已有的复合材料发动机构件结构形式很难满足压气机可调静子叶片的强度要求和使用需求，难以应用于可调静子叶片设计中，其主要表现为：

1、目前技术很难满足可调静子叶片轴颈-缘板-叶身之间厚度及几何构型的复杂且剧烈变化；

2、已有的“T型”（或近似“T型”）连接结构无法满足可调叶片的几何构型需求；

3、由于可调静子叶片的受力情况复杂，现有技术及在此基础上的改进技术无法满足其强度需求。

发明内容

为了解决上述技术问题至少之一，本申请提供了一种复合材料可调静子叶片。

本申请公开了一种复合材料可调静子叶片，包括上轴颈、上缘板、叶身、下缘板以及下轴颈，所述复合材料可调静子叶片从截面结构上分为中心层板区、中心填充区、增强层板区以及型面构造区，其中

中心层板区、增强层板区均由复合材料预浸料铺成的层合板构成，中心填充区由复合材料预浸料构成，型面构造区由树脂或覆盖其表面的单层预浸料构成；以及

中心层板区以及中心填充区组成了复合材料可调静子叶片的核心承力区，以承担气动弯矩和气动扭矩；以及

增强层板区位于核心承力区两侧，辅助核心承力区承担气动力矩，且增强层板区的层合板根据可调静子叶片的外形需求，调整铺层的层数以及各层预浸料的形状；以及

型面构造区位于最外层，用于保证复合材料可调静子叶片外形光顺，同时保护层板区域避免层间分离。

根据本申请的至少一个实施方式，所述核心承力区包括：

核心层合板，由所述上轴颈顶部向所述下轴颈底部方向延伸；

截面呈直角弯折状的左上翼层合板和右上翼层合板，且左上翼层合板的竖直面板与右上翼层合板的竖直面板分别贴合在核心层合板顶部的左右两侧面上；