CN105026123A - 用于涡轮机的单块预制件和桨叶 - Google Patents

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Abstract

一种用于涡轮发动机桨叶或叶片的纤维预制件，这种预制件通过整体三维编织而获得。根据本发明，预制件包括：第一纵向区段(41)，其适合于形成根部；第二纵向区段(42)，其从第一纵向区段延伸并且适合于形成翼型部；以及，第一横向区段(51)，其从第一纵向区段与第二纵向区段(41,42)之间的接合部沿横向延伸并且适合于形成第一平台。

Description

用于涡轮机的单块预制件和桨叶
技术领域
本说明书涉及一种用于涡轮机叶片或桨叶的纤维预制件并且也涉及使用这种预制件形成的整体叶片或桨叶，本发明还涉及一种中间壳体，以及一种包括这种叶片或桨叶的涡轮发动机。
这种预制件可以用于制造具有空气动力平台的整体叶片或桨叶。这种叶片可以特别地是引导叶片并且可以例如包含于涡轮喷气飞机的中间壳体内。
背景技术
常规涵道涡轮喷气发动机具有风扇，风扇递送空气流，空气流分流成主要流和次要或涵道流，主要流导向至涡轮发动机的压缩机、燃烧室和然后涡轮，次要或涵道流递送推力的主要部分。
次要流在次要通路中流动，次要通路设置于喷射机的外壳体与容纳涡轮发动机的热部分的内壳体之间。这两个壳体连接在一起并且由中间壳体保持就位，中间壳体由内桨毂、外护罩和多个结构臂构成，多个结构臂在径向延伸并且将内桨毂连接到外护罩。除了其支承涡轮发动机总体上的动态行为造成的负荷的结构功能之外，结构臂中的某些是中空的，从而允许传递服务，诸如流体管道、电缆或实际上用于传输机械动力的构件。
此外，这种涡轮发动机包括由多个固定叶片组成的引导喷嘴，固定叶片通常被称作出口引导叶片(OGV)用于理顺来自风扇的次要流。
为了减轻涡轮喷气发动机的重量和构成它们的零件数量，关于中间壳体提出了建议，中间壳体合并了喷嘴功能，其中，结构臂中的某些被引导叶片替换。然而，这种叶片需要设置额外元件，诸如空气动力平台或紧固件凸缘，这些元件装配到叶片上并且显著地增加了其总重量，减少了涉及的零件数量(特别地是因为将元件紧固到叶片上所需的紧固件)并且减轻了维护的复杂性。
为了改进上文提到的方面中的某些，提出了建议，特别地在法国专利申请FR 2 956 876中，以设计呈框形式的模块，该模块由螺栓连接到内平台和外平台的两个复合叶片组成。然而，尽管由该方案提供的进步已经较为显著，但这种方案仍涉及较大量零件，特别是紧固件，将需要减少该数量以便实现进一步重量节省并且在组装和维护期间节省时间。
这些减轻重量或减少所用零件的数量、节省空间或者简化制造方法的问题不仅在引导叶片中遇到，而且它们更通常地存在于涡轮喷气发动机中所有类型的桨叶或叶片中，并且更特别地存在于风扇桨叶中。
因此，存在对于避免了上文提到的已知系统固有缺陷的纤维预制件、叶片、中间壳体和涡轮发动机的实际需要。
发明内容
本说明书涉及一种用于涡轮发动机桨叶或叶片的纤维预制件，这种预制件通过整体三维编织而获得，所述预制件包括：第一纵向区段，其适合于形成叶片根部；第二纵向区段，其从第一纵向区段延伸并且适合于形成翼型部；以及，第一横向区段，其从第一纵向区段与第二纵向区段之间的接合部沿横向延伸并且适合于形成第一平台。
在本说明书中，术语“纵向”、“横向”、“底部”、“顶部”和其派生词相对于相关的桨叶或叶片的主要方向限定；术语“轴向”、“径向”、“切向”、“内”、“外”和其派生词相对于中间壳体和涡轮发动机的主要轴线限定。而且，术语“上游”和“下游”在本文中相对于编织前移方向(在附图中的箭头T)使用。
利用这种预制件，能设计由叶片根部、翼型部和平台构成的整体式桨叶：这种整体设计使得能显著减少需要设计和组装在一起的零件数量。特别地，存在紧固件和因此与之相关联的重量和成本的显著节省。
此外，将平台合并到桨叶或叶片本身的设计中得到更佳地优化的零件，不需要额外的厚度或额外零件以将桨叶或叶片的各种元件紧固在一起。这种叶片因此重量更轻并且因此提供操作的显著节省。与由金属或陶瓷制成的相似零件相比，选择使用复合材料还提供重量的显著节省。
自然地，也使得这种整体桨叶或叶片的维护更容易，因为减少了拆卸所需的操作；特别地，能在机翼下方直接采取措施，因为紧固件更少并且更易于接近。
在某些实施例中，预制件还包括第二横向区段，第二横向区段从第一纵向区段与第二纵向区段之间的接合部沿横向延伸，第二横向区段从第一横向区段延伸并且远离第一横向区段伸展，适合于形成第二平台。常常有利地提供具有压力侧平台和吸力侧平台的桨叶或叶片，以便提供整个流线型壁用于在桨叶或叶片两侧上的空气流动通路。
在某些实施例中，第一横向区段由自由尾部的至少一部分形成，所述自由尾部和所述第二纵向区段以非互连的方式同时编织，非互连始于第一纵向区段与第二纵向区段之间的接合部。
这种非互连提供与第一纵向区段连续地编织对应于横向区段的自由尾部的优点，从而使之在结构上相关联，第一纵向区段形成桨叶或叶片根部，桨叶或叶片根部用于总体上支承桨叶或叶片，同时也考虑从下游沿着第二纵向区段的厚度，第二纵向区段将形成翼型部并且因此需要更精细。因此在第一纵向区段与第二纵向区段之间的边界使得能分离将变成结构部分的部分与将变成空气动力部分的部分的编织；在分离自由尾部已经向这种厚度变化做出了显著贡献的情况下，使得在这两个部分之间需要的厚度过渡更容易。
在某些实施例中，以类似方式制成第二横向区段。
在其它实施例中，第二横向区段和所述第一纵向区段以非互连方式联合地编织，所述非互连止于第一纵向区段与第二纵向区段之间的接合部。以此方式编织有利地使得能减少专用于编织平台的层数量，同时保留了制造纵向区段中的第一横向区段所需的各层。
在其它实施例中，第一横向区段由一个折叠到另一个上的第一自由尾部和第二自由尾部的至少部分形成，所述第一自由尾部和所述第一纵向区段以非互连的方式同时编织，所述第二自由尾部和所述第二纵向区段以非互连的方式同时编织，层交叉设置于第一纵向区段与第二纵向区段之间的接合部，使得第一自由尾部的纱线在第二纵向区段中延伸并且第二自由尾部的纱线来自第一纵向区段。能以类似方式制成第二横向区段。
在某些应用中，需要有一种叶片根部，其相当精细以便能例如插入于较窄空间中，或者有一种翼型部，其保持特定量的厚度，例如以便执行额外结构作用：在这些情形下，在叶片根部与翼型部之间，即在第一纵向区段与第二纵向区段之间需要的厚度过渡可能较小或者甚至不存在。然后，这种层交叉有利地用于提供在第一纵向区段与第二纵向区段之间的这种厚度连续性。
在某些实施例中，第二纵向区段的纱线层数量变化，和因此其厚度变化。这能使翼型部更精细以便改进空气动力性能。
在某些实施例中，预制件包括：第三横向区段和第四横向区段，其在第一纵向区段的上游端的两侧沿横向延伸并且适合于形成桨叶的紧固件凸缘；以及所述第三横向区段和第四横向区段同时以非互连方式编织，所述非互连止于第一纵向区段的上游端。利用这种预制件，凸缘合并到桨叶或叶片的设计和制造中，凸缘用于将桨叶或叶片紧固于涡轮发动机中：这简化了上文提到的优点。而且，凸缘直接编织以延伸根部，因此加强其结构连接，从而确保了增加的总机械强度。
在某些实施例中，预制件还包括：第三纵向区段，其从第二纵向区段延伸并且适合于形成叶片头；以及第五横向区段，其从第二纵向区段与第三纵向区段之间的接合部沿横向延伸并且适合于形成第三平台。某些叶片是固定的并且跨越流体流动通路一直延伸：在这些情形下，通路的外壁也可以需要具有放置于其中的平台。这种预制件用于将这种顶部平台同样并入于设计中并且制成叶片：这简化了上文提到的优点。
在某些实施例中，通过与第一横向区段执行的非互连类似的非互连实现了第五横向区段。
在其它实施例中，通过类似于第一横向区段执行的层交叉类似的层交叉获得第五横向区段。
在某些实施例中，预制件以类似方式包括适合于形成第二顶部平台的第六横向区段；这提供一对顶部平台，一个在压力侧上并且另一个在吸力侧上。
在某些实施例中，预制件包括第七横向区段和第八横向区段，第七横向区段和第八横向区段类似于第三横向区段和第四横向区段并且适合于形成顶部凸缘。
在某些实施例中，用于编织预制件的纱线包括碳纤维。然而，它们可以是其它类型的纱线，例如，包括玻璃纤维或凯芙拉纤维的纱线。
在某些实施例中，用于预制件的三维编织的编织可以是三维互锁型编织。然而，通路的外侧表面的编织可能基本上是二维，例如，以缎纹型编织来编织。
本说明书还涉及涡轮发动机桨叶或叶片，包括根部、翼型部和从翼型部在叶片根部与翼型部之间的接合部沿横向延伸的平台，利用根据上述实施例中任一实施例的纤维预制件，所述桨叶或叶片被制成整体复合材料，所述预制件在模具中成形并且嵌入于基质中。
利用合并了至少一个叶片根部、翼型部和平台的这种整体配置，在机械强度、重量、成本、拆除合适性和易于制造方面实现了上文所描述的优点。
在某些实施例中，基质是有机类型。特别地，其可以是环氧树脂。
在其它实施例中，基质可以是陶瓷型。
本发明还提供一种用于涡轮发动机的中间壳体，其包括成角度地安置在内桨毂与外护罩之间的根据上文所描述的实施例中任何实施例的多个叶片。
本描述还提供一种涡轮发动机风扇，其具有根据上文所描述的实施例中任何实施例的多个桨叶。
最后，本说明书涉及一种涡轮发动机，其包括根据上述实施例中的任何实施例的至少一个桨叶或叶片或中间壳体。
通过阅读提出的预制件、桨叶或叶片或中间壳体和涡轮发动机的下文的详细描述，上文所提到的特征和优点，以及其它特征和优点显而易见。这个详细描述参考附图。
附图说明
附图是示意性的并且主要设法说明本发明的原理。
在附图中，从一个附图到另一个附图，相同的元件(或元件的部分)由相同的附图标记来标注。此外，形成不同实施例的部分并且具有类似功能的元件(或元件的部分)在图中由以100、200等增加的附图标记来标注。
图1是本发明的涡轮发动机的截面正视图。
图2是一实施例中的中间壳体的正视图。
图3是第一实施例中叶片的透视图。
图4A和图4B是示出对应于叶片的此第一实施例的预制件和其如何成形的图。
图5是非互连区的简化视图。
图6是对应于图4A的框VI的这种预制件的编织的片段和示意图。
图7A和图7B是示出预制件的第二实施例和其如何成形的图。
图8A和图8B是示出预制件的第三实施例和其如何成形的图。
图9A和图9B是层交叉的简化图。
图10A和图10B是示出预制件的第四实施例和其如何成形的图。
图11A和图11B是示出在预制件的第四实施例中的层的可能组织的图。
具体实施方式
为了使得本发明更具体，在下文中参考附图详细地描述了实施例。应当指出的是本发明并不限于这些实施例。
图1是包含本发明的涵道涡轮喷气发动机1的主轴线A的垂直平面的截面图。在空气流的流动方向上从上游到下游，其包括：风扇2；低压压缩机3；高压压缩机4；燃烧室5；高压涡轮6；以及低压涡轮7。在其上游部分中，这个涡轮喷气发动机1具有限定两个同心通路(主要通路I和次要通路II)的外壳体8和内壳体9。中间壳体10将外壳体8与内壳体9连接在一起。
在操作中，内壳体9将由风扇2加速的空气流分流为主要流和次要流，主要流占据主要通路I并且馈送给压缩机3、4、燃烧室5和涡轮6、7，次要流占据次要或“涵道”通路II，其从次要或“涵道”通路从涡轮喷气发动机喷出，从而递送其推力中的大部分。
图2是这种中间壳体10的示意正视图。其包括紧固到内壳体9上的内桨毂11和紧固到外壳体8中的外护罩12。内桨毂11和外护罩12首先由结构臂13和其次由出口引导叶片(OGV)20在径向连接在一起。
结构臂13是中空的并且用于在封闭于内壳体9中的喷射机芯与喷射发动机1的外围之间传递服务。这种服务特别地包括液压管道、气动管、电缆和实际上机械动力传输轴。这些结构臂优选地相对于涡轮喷气发动机1的轴线A位于6点钟和12点钟，即在其中大部分由涡轮喷气发动机1的重量施加的机械负荷所积聚的垂直平面中。
图3示出了这种中间壳体10的喷嘴叶片20的第一实施例。这种叶片20具有叶片根部21、翼型部22和叶片头23。翼型部22主要用于执行叶片20的空气动力功能，而叶片根部21和叶片头23主要用于紧固叶片20并且机械地保持它。
在其底端，叶片根部21具有底部紧固件凸缘33和34，底部紧固件凸缘33和34基本上正交地延伸到叶片根部21并且设有孔39，孔39使叶片20能够紧固到中间壳体10的内桨毂11上。
在其顶端，叶片头23具有顶部紧固件凸缘37和38，顶部紧固件凸缘37和38基本上正交地延伸到叶片头23并且设有孔39'，孔39'使叶片20能够紧固到中间壳体10的外护罩12上。
叶片20还具有压力侧平台31和吸力侧平台32，压力侧平台31和吸力侧平台32基本上在其两侧上，在叶片根部21与翼型部22之间的边界处，基本上正交于翼型部22延伸。这些底部平台31和32用于掩盖紧固元件，特别是螺钉或螺栓(其用于紧固底部凸缘33、34和因此用于紧固叶片20)，从而构成平滑并且空气动力性的通路II的内壁。
同样，叶片20具有压力侧顶部平台35和吸力侧顶部平台36，压力侧顶部平台35和吸力侧顶部平台36基本上正交于翼型部22，在其两上，在叶片头23与翼型部22之间的边界处延伸。这些顶部平台35和36用于掩盖紧固元件，特别是螺钉或螺栓，用于紧固顶部凸缘37和38，且因此用于紧固叶片20，从而重构平滑并且具有空气动力性的通路II的外壁。
在此实施例中，叶片20具有四个平台31、32、35和36和四个紧固件凸缘33、34、37和38；然而，在其它示例中，特定平台和/或特定凸缘可能不存在以便符合中间壳体10的特定具体局部特征或者以便于组装和维护的特定方面。
图4A示出了用于制造这种第一叶片实施例20的三维(3D)编织预制件40。图4B示出了在预制件40成形之后相同的预制件40。预制件40在下文中在编织方向T上从上游到下游，即，在图4中从底部到顶部展开描述。然而，应了解能从另一端执行编织并且在相反方向上发生编织。图6还以示意方式示出了用于在图4A的框VI中编织这种预制件40的基本结构。
在此实施例中，使用三维互锁编织用碳纤维来织出预制件40。仅预制件40的表面是使用缎纹型编织的二维(2D)编织。
在上游端，编织始于第一非互连区D1，其中，第三横向区段53和第四横向区段54在非互连平面61的相对侧上同时并且以非互连方式编织。应了解术语“横向”和“纵向”在本文中根据相关区段的最终位置使用，横向区段在横向折叠之前必需在纵向编织。
在第一非互连区D1的下游，开始第一互连区L1，其中，两个上述条带53和54联合为第一纵向区段41，第一纵向区段41形成叶片20根部21。
允许执行这种非互连的编织方法现在是三维编织领域中熟知的。举例说明，图5以简化方式示出了这种非互连编织。在互连区L中，经纱c(正交于图平面)的所有层由纬纱t(在图平面中移动)固连到彼此，从而形成单个条带b0。相反，在非互连区D中，两个条带b1和b2同时但是以非互连方式编织，即，纬纱t在条带b1和b2中每一个中是独立的，使得非互连平面p留在两个条带b1与b2之间。自然，这种互连可以在径向或在纬向上同样地执行，并且因此利用经股和纬股同样地进行。
从这个第一互连区L1下游，开始第二非互连区D2，其中，第一自由尾部50a、第二纵向区段42和第二自由尾部50b以非互连方式同时编织，但是由相应非互连平面62和63分开。
此外，在这个第二非互连区D2内，沿着编织方向T在第二纵向区段42与自由尾部50a和50b中每一个之间逐渐地形成层退出(exit)。在第二纵向区段42的下游端之前，这些层随后逐渐地再并入。
使这些层退出能够进行的编织方法目前是三维编织领域中熟知的。具体而言，并且如在图6中可看出，纬纱t停止使某些经纱c'自由，被称作“浮动”纱线，因为它们并未附着到任何纬纱t，它们“浮动”并且随后通过剪切而去除。以此方式，能完全地或部分地去除各层，从而能减小预制件的特定区的厚度。在此实施例中，这用于使第二纵向区段42更精细并且因此使得从它得到的翼型部22更精细。
关于这个主题，应观察到在此实施例中，在发生编织时，在预制件40内侧形成这些层退出：因此封围浮动的经纱c'，即隐藏在一侧上的第二纵向区段42与另一侧上的自由尾部50a或50b之间。
在这个第二非互连区D2的下游，三个上文所提到的条带50a、42和50b在第二互连区L2内再联合以形成第三纵向区段43，第三纵向区段43形成叶片20的头部23。
最后，在这个第二互连区L2下游，开始第三非互连区L3，其中，第七横向区段和第八横向区段以非互连方式同时编织以便呈现非互连平面64。
一旦终止了编织，切掉自由尾部50a和50b从而分别形成第一横向尾部51和第五横向尾部55，以及第二横向尾部52和第六横向尾部56。这些第四横向尾部51、55、52和56然后向外折叠，如由箭头所表示，以便占据其最终横向位置：它们用于分别形成压力侧底部平台31和吸力侧底部平台32；以及压力侧顶部平台35和吸力侧顶部平台36。
一旦切掉了自由尾部50a和50b，能剪去放在第二纵向区段42表面、变得能接近的浮动经纱c'。
最后，第三横向区段53、第四横向区段54、第七横向区段57和第八横向区段58向外折叠，如由箭头所表示，以便占据其最终横向位置：它们分别用于形成底部凸缘33和34和顶部凸缘37和38。在图4B中示出了预制件40的这种最终配置。
预制件40可以被弄湿以便使之更柔韧并且使之易于框住(frame)纤维。然后将预制件插入于成型模具内部空间中，成型模具内部空间匹配预制件40所希望的配置。
然后干燥预制件40以使之变硬，从而锁定在成形期间施加的构造。最后将预制件40放置于注射模具中，注射模具具有最终叶片20所希望的尺寸，并且将基质(在此实施例中，环氧树脂)注射于其中。举例而言，这种注射可以利用树脂传递模制成型(RTM)技术执行。在这个步骤结束时，获得复合材料叶片20，复合材料叶片20由嵌入于环氧基质中的碳纤维的编织预制件40构成。机械加工阶段可选地用于完成该技术并且对叶片20进行最终加工。
图7A示出了用于制造第二叶片实施例的三维编织预制件140的第二实施例，除了其并不具有任何顶部平台，其完全类似于第一叶片实施例20。图7B示出了在预制件140被成形后的相同预制件140。
这种预制件140的编织在较大程度上类似于第一实施例的预制件的编织并且因此将不再全面地描述。
因此，在编织方向T上从上游到下游，编织始于第一非互连区D1，第一互连区L1和第二非互连区D2，类似于第一实施例的那些。相比而言，第二非互连区D2延伸到第三非互连区D3'，其中，在第三纵向区段143延伸于第二纵向通路142时，自由尾部150a和150b的非互连编织继续。因此，第三纵向区段143自然地并不像第一实施例中那样厚。能通过使用在三维编织领域中熟知的厚度过渡技术来补偿这种效果。
最后，在这个第三非互连区D3'下游，第四非互连区D4'开始，其中，自由尾部150a和150b的非互连编织继续，而在从第三纵向区段143得到的条带以类似于第一实施例的方式拆分以便形成第七横向区段157和第八横向区段158。
这种第二预制件实施例140的成形和形成最终叶片的方法同样类似于第一实施例。在图7B中示出了预制件140的最终构造。
图8A示出了适合于制造类似于第一叶片实施例20的叶片的三维编织预制件240的第三实施例。图8B示出了在成形之后的相同预制件240。这个预制件240与第一预制件实施例40共有大量特征：这些特征并未再次描述。预制件20在编织方向T上从上游到下游描述，即在附图中从底部到顶部。然而，应了解可以从另一端并且沿相反方向执行编织。
在上游端，编织始于第一非互连区D1"，其中，第一横向区段251的第一尾部251a、第三横向区段253、第四横向区段254和第二横向区段252的第一自由尾部252a全都以非互连方式以相应非互连平面265、261和266编织在一起。
在第一非互连区D1"下游，开始第二非互连区D2"，其中，第一横向区段251和第二横向区段252的第一自由尾部251a、252a的非互连编织继续，而从第三横向区段253和第四横向区段254得到的条带在将形成叶片20根部21的第一纵向区段241中联合。
在这个第二非互连区D2"下游，第一层交叉区C1"与第三非互连区D3"形成界面，其中，第一自由尾部250a、第二纵向区段222和第二自由尾部250b以非互连方式以相对应的非互连平面262、263同时编织在一起。
在第一层交叉区C1"，来自第一横向区段251和第二横向区段252的第一自由尾部251a和252a的纱线层朝向第二纵向区段242延伸，而各层交叉使得当构成自由尾部250a和250b的纱线层从第一纵向区段241得到。
允许各层能够以此方式交叉的编织方法目前在三维编织领域中是熟知的。举例说明，图9A是这种层交叉的简化图。在这种层交叉区C中，在上游顶部条带m1中将经纱c层保持在一起的纬纱t1向下转向以便在层交叉区C下游与下游底部条带v2的经纱层c固连在一起，而固连上游底部条带m2的各层的纬纱t2向上转向以便将下游顶部条带v1d的各层固连在一起。因此，纬纱t1和t2在层交叉区C中交叉。当与非互连技术相关联时，这种层交叉技术使得能编织两个并不互连的尾部m2和v2使得它们彼此延伸，同时确保它们牢固地附着到主要薄片m1、v1。
在前一示例中，在层交叉中涉及每个层的多个纱线t1和t2，然而，在如图9B之一中的其它示例中，在层交叉中可能仅涉及每一层的纱线c1、c2。该其它示例也示出了可以同样对经纱c1、c2和纬纱t1、t2执行层交叉。
返回至图8A和图8B以及预制件240的编织，在第三非互连区D3"内，在第二纵向区段242与三个尾部250a和250b中每一个之间，沿着编织方向T逐渐地形成层退出。这些层随后在第二纵向区段242的下游端之前逐渐地再并入。
在此第三非互连区D3"的下游，第二层交叉区C2"与第四非互连区D4"形成界面，其中，第五横向区段255的第二自由尾部255b、第三纵向区段243和第六横向区段256的第二自由尾部256b以非互连方式以相应非互连平面267、264和268同时编织。
在第二层交叉区C2"中，各层交叉使得来自自由尾部250a和250b的各纱线层朝向第三纵向区段243延伸，同时构成第一横向区段255和第二横向区段256的第二自由尾部255b、256b的各纱线层来自第二纵向区段242。
最后，在第四非互连区D4"的下游，开始第五非互连区D5"，其中，第一横向区段255和第二横向区段256的第二自由尾部255b、256b的非互连编织继续，而来自第三纵向区段243的条带以类似于第一实施例的方式拆分以便形成第七横向区段257和第八横向区段258。
一旦终止编织，切掉自由尾部250a和250b以便分别形成第一横向区段251的第二自由尾部251b和第五横向区段255的第一自由尾部255a，以及第二横向区段252的第二自由尾部252b和第六横向通路256的第一自由尾部256a。
然后横向区段251、252、255和256中每一个的第一自由尾部和第二自由尾部朝向彼此折叠，如由箭头所示，以便占据其最终横向位置。粘合剂或缝合可以设置于第一自由尾部与第二自由尾部中每一个之间。横向区段251、252、255和256分别形成叶片20的压力侧底部平台31和吸力侧底部平台32以及压力侧顶部平台35和吸力侧顶部平台36。
一旦切下了自由尾部250a和250b，存在于第二纵向区段242的表面处退出的浮动纱线c'变得可得到并且能被剪切掉。
最终，第三横向区段253、第四横向区段254、第七横向区段257和第八横向区段258向外折叠，如由箭头所示，以便占据其最终横向位置：它们分别形成底部凸缘33和34和顶部凸缘37和38。
在图8B中示出了这种预制件240的最终配置。利用这种预制件240形成叶片20的方法类似于第一实施例的方法。
图10A示出了能允许制造桨叶的第四实施例的三维编织预制件340的第四实施例。不同于上文所描述的前三个实施例，这个第四实施例并不表示中间壳体的引导叶片，而是风扇2的桨叶。然而，上文所描述的编织方法能同样适应其它类型的桨叶以及其它类型的叶片。在这些情形下，例如能提供紧固件凸缘，类似于前三个实施例中的任一个实施例。图10B示出了在预制件成形之后的相同预制件340。
这种预制件340的编织大致类似于第一实施例的编织并且因此将不再全面地描述。主要差别在于以“接替(relay)”构造使用非互连，使得仅N层编织能用于平台，而在上述实施例中需要2N层。
因此，在编织方向T上从上游到下游，编织始于第一非互连区D1”’，其中，第一横向区段351和第一纵向区段341以非互连方式以它们之间的非互连平面365联合地编织在一起。在编织期间，第一横向区段351因此沿着第一纵向区段341的第一侧(在图中的右侧)延伸。
在第一非互连区D1”’下游，开始第二非互连区D2”’，其中自由尾部350和第二纵向区段342以非互连方式以它们之间的非互连平面363联合地编织在一起。在这个第二非互连区D2”’中，因此，自由尾部350沿着第二纵向区段342的第二侧(即，与第一横向区段351相反的侧部，在图中的左边)延伸。因此，第一横向区段351的各层在第二纵向区段342中延伸，而自由尾部350的各层从第一纵向区段341取得。
一旦完成了编织，通过以类似于上述实施例的方式切割自由尾部350而得到第二横向区段352。在这些情形下，第一横向区段351和第二横向区段352沿着图10B中的箭头向外折叠以便占据其最终横向位置：它们分别形成桨叶的压力侧和吸力侧平台。
预制件340的这种第四实施例的成形以及形成最终桨叶的方法的其它方面同样类似于上文所描述的成形和形成。在图10B中示出了预制件340的最终构造。因为这种预制件340用于制造风扇桨叶，可以看出其并不具有第三纵向区段并且其并不具有第三横向区段和第四横向区段。
各个层过渡可以设置于非互连区D1”’与D2”’之间的界面处。在图11A所示的第一构造中，其为简单的非互连，其中，第一横向区段351的各层线性延伸到第二纵向区段342内以便形成其最外层；同样，自由尾部350的各层线性地取自第一纵向区段341的最外层。
在这个点可以观察到，第一纵向区段341可以靠近其底端被给予显著厚度并且其然后朝向第二纵向区段342可以被制成更薄，特别地通过使用层退出。这能使用将被给予燕尾形状的这种第一纵向区段341制造桨叶根部，使之安装于风扇盘的槽中，同时也确保了从第二纵向区段342得到的翼型部合适地较薄。
图11B示出了其中各层交叉设置于非互连区D1”’与D2”’之间的界面的变型。在此变型中，不再是仅第一纵向区段341或者第二纵向区段342的最外股分别用于形成第二横向区段352或第一横向区段351：在此示例中，这些横向区段351、352的股中的某些取自更靠近纵向区段341、342的芯的各层。使用这种交叉编织在接替构造中提供对可由非互连D1”’和D2”’生成的不平衡更好衰减：因此使得在平台高度处的过渡更平滑。
这个第四实施例的具体优点在于减少专用于编织平台的层的数量。如果每个平台具有N个层，除了用于编织两个平台的纵向区段的各层之外，仅需要一个N层厚度，而在前三个实施例中需要两倍N层，即，在两侧中每一个上的N个层。
直接来自这种层数量减少的第一优点在于能使用更简单的构造的织布机，或者使得桨叶或叶片更厚或更复杂。
此外，在根部与翼型部之间的界面处的厚度过渡更小，并且是有利的。
最终，这种编织技术造成更少废料，从而自然地降低生产成本：在这种第四实施例中，仅需要切割一个自由尾部，不同于在其它实施例中的两个自由尾部。
在本说明书中在上文描述的实施例以非限制性说明的方式给出，并且考虑到这个描述，本领域技术人员易于修改这些实施例或者能设想到其它实施例，同时仍在本发明的范围内。
而且，这些实施例的各种特征可以单独地或组合地使用。当它们组合时，这些特征可以如上文所描述那样组合，或者，本发明并不限于在本说明书中描述的具体组合。特别地，除非规定为相反情况，参考任何一个实施例描述的任何特征可以以类似方式适用于任何其它实施例。

Claims (12)

1.一种用于涡轮发动机桨叶或叶片的纤维预制件，所述预制件通过整体三维编织而获得，其特征在于，所述预制件包括：
·第一纵向区段(41)，所述第一纵向区段(41)适合于形成根部(21)；
·第二纵向区段(42)，所述第二纵向区段(42)从所述第一纵向区段(41)眼神并且适合于形成翼型部(22)；以及
·第一横向区段(51)，所述第一横向区段(51)从所述第一纵向区段与第二纵向区段(41,42)之间的接合部沿横向延伸并且适合于形成第一平台(31)。
2.根据权利要求1所述的预制件，其特征在于，所述预制件还包括第二横向区段(52)，所述第二横向区段(52)从所述第一纵向区段与第二纵向区段(41,42)之间的所述接合部沿横向延伸，所述第二横向区段(52)从所述第一横向区段(51)延伸并且远离所述第一横向区段(51)伸展，适合于形成第二平台(32)。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的预制件，其特征在于，所述第一横向区段(51)由自由尾部(50a)的至少一部分形成，所述自由尾部(50a)和所述第二纵向区段(42)以非互连的方式联合地编织，所述非互连(D2)始于所述第一纵向区段与第二纵向区段(41,42)之间的接合部。
4.根据权利要求3所述的预制件，其特征在于，所述第二横向区段(352)和所述第一纵向区段(341)以非互连方式联合地编织，所述非互连(D1”')止于所述第一纵向区段与第二纵向区段(341,342)之间的接合部。
5.根据权利要求1或权利要求2所述的预制件，其特征在于，所述第一横向区段(251)由折叠到另一个上的第一自由尾部和第二自由尾部(251a,251b)的至少部分形成，所述第一自由尾部(251a)联合地并且以非互连方式与所述第二纵向区段(241)编织，并且所述第二自由尾部(251b)联合地并且以非互连方式与所述第二纵向区段(242)编织，层交叉(C1")设置于所述第一纵向区段与第二纵向区段(241,242)之间的接合部使得所述第一自由尾部(251a)的纱线延伸到所述第二纵向区段(242)内并且使得所述第二自由尾部(251b)的纱线来自所述第一纵向区段(241)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的预制件，其特征在于，所述纱线层的数量和因此所述第二纵向区段(42)的厚度变化。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的预制件，其特征在于，所述预制件包括：第三横向区段和第四横向区段(53,54)，所述第三横向区段和第四横向区段(53,54)在所述第一纵向区段(41)的上游端的两侧沿横向延伸并且适合于形成所述叶片或桨叶(20)的紧固件凸缘(33,34)；以及
·所述第三横向区段和第四横向区段(53,54)联合地以非互连方式编织，所述非互连(D1)止于所述第一纵向区段(41)的上游端。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的预制件，其特征在于，所述预制件还包括：
·第三纵向区段(43)，所述第三纵向区段(43)从所述第二纵向区段(42)延伸并且适合于形成头部(23)；以及
·第五横向区段(55)，所述第五横向区段(55)从所述第二纵向区段与第三纵向区段(42,43)之间的接合部沿横向延伸并且适合于形成第三平台(35)。
9.一种用于涡轮发动机的桨叶或叶片，所述桨叶或叶片包括：
根部(21)；
翼型部(22)；以及
·平台(23)，所述平台(23)从所述翼型件(22)在所述根部与所述翼型部(22)之间的接合部沿横向延伸；
所述桨叶或叶片(20)的特征在于利用根据权利要求1至7中任一项所述的纤维预制件(40)，其被制成复合材料的整体，所述预制件(40)在模具中成形并且嵌入于基质中，优选地是有机型基质。
10.一种用于涡轮发动机的中间壳体，其特征在于，所述壳体包括在内桨毂(11)与外护罩(12)之间有角度地布置的根据权利要求9所述的多个叶片(20)。
11.一种涡轮发动机风扇，其特征在于，所述涡轮发动机风扇包括根据权利要求9所述的多个桨叶(2)。
12.一种涡轮发动机，其特征在于，所述涡轮发动机包括：根据权利要求9所述的至少一个桨叶或叶片(20)或者根据权利要求10所述的至少一个中间壳体(10)或者根据权利要求11所述的至少一个风扇(2)。
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