CN106164418A - 三维编织复合材料制成的部件的火焰保护 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于燃气涡轮发动机的部件(1)的火焰保护方法(S)，该部件由复合材料制成，该复合材料包括通过主基质增加密度的主纤维加强部，保护方法(S)包括以下步骤：对预浸料板件(20)进行预成型(S1)，诸如以赋予与部件(1)的待保护的抗火的表面(3)的形状相对应的同一形状，所述预浸料板件(20)包括通过第二基质增加密度的第二纤维加强部；将由此所预成型的预浸料板件(20)施加(S2)到部件(1)；并且通过对设置有所述预浸料板件(20)的部件(1)进行热处理而将预浸料板件(20)固定(S3)到表面(3)，以得到火焰保护层(2)。

Description

三维编织复合材料制成的部件的火焰保护
技术领域
本发明总体涉及一种用于航空器发动机的燃气涡轮及其相关的制造方法，该燃气轮机包括由复合材料制成的诸如为用于扇叶的留存壳体的部件，该复合材料包括通过燃气涡轮的基质增加密度的纤维加强部。
背景技术
燃气涡轮发动机通常沿气流的方向从上游到下游包括扇叶、一个或多个压气机级(例如低压压气机和高压压气机)、燃烧室、一个或多个涡轮级(例如高压涡轮和低压涡轮)以及气体排放管。
发动机被容纳在壳体内部，该壳体包括对应于发动机的不同元件的数个部件。因此，扇叶例如被扇叶壳体所包围并且在该扇叶的轴向端部处包括法兰。被称为上游法兰的第一法兰使空气入口套管能够扣紧到壳体，而被称为下游法兰的第二法兰使扇叶壳体能够附接到中间壳体。这里，上游和下游由燃气涡轮中的气体的流动方向所限定。
发动机能够尤其包括由复合材料制成的一个或多个部件，所述复合材料包括通过基质聚合物增加密度的纤维加强部。
这尤其是扇叶壳体的情况。例如，在文献FR 2 913 053中已提出了通过在叠置在心轴上的层中卷绕纤维组织(通过以变化的厚度进行三维编织来实现)来形成纤维加强部。该技术进一步地通过简单地局部增加厚度来将留存护罩整合到壳体中。
纤维加强部包括纤维，尤其是碳的、玻璃的、芳族聚酰胺的或者是陶瓷的纤维。基质本身典型地是聚合物基质，例如是环氧化物、双马来酰亚胺(bismaléimide)或者是聚酰亚胺。
然而，在起火区域中置入由复合材料制成的部件意味着响应用于耐火的不同法规要求。这些要求包括在起火期间和在起火之后维持部件的机械特性，以及一旦起火事件结束就立即对部件进行熄灭。以该方式，在由复合材料制成的扇叶壳体上进行的最初起火试验示出了所使用的材料本质上不是可自熄灭的(或者阻燃的)，并且因此需要必要的保护。
文献EP 2 017 072已提出了一种用于制造由耐火复合材料制成的物品的方法，该耐火复合材料包括主层和由具有有机基质的复合材料制成的抗火的层，对该主层和该抗火的层同时地进行热处理以使它们的基质聚合。
在扇叶壳体的情况下，在对纤维预成型件增加密度之后所获得的坯件通常被机加工，以产生部件的最终几何结构。特别地，在该机加工期间，从法兰区域切割掉数毫米，使得对于预成型件不可能使用共同注入的抗火保护措施，因为该预成型件将在数个区域中被削减并且因此将不足以保护扇叶壳体抗火。
现今已知的起火解决方案通常能够涉及结构的耐火性的问题，但是没有解决自熄灭的问题。唯一已知的确保由复合材料制成的部件自熄灭的解决方案由充分地隔绝材料以防止该材料着火构成。然而，这些解决方案不易于实施并且体积庞大，使得其不可能在燃气涡轮发动机中。
文献US 2005/0076504还提出了一种用于制造由复合材料制成的结构的方法，在该方法期间，CMC(陶瓷基质复合材料)层被预成型并且被施加到心轴上，然后与结构的部件进行组装。
最后，文献WO 99/48837描述了一种用于制造由陶瓷材料制成的绝缘涂层的方法。
发明内容
因此，本发明的目的是以可产业化的、可靠的和有效的方式来确保燃气涡轮发动机的例如为扇叶壳体的部件进行自熄灭，而不降低部件的机械抗性，该部件由包括纤维加强部的复合材料制成，该纤维加强部通过聚合物基质增加密度。
为此，本发明提出了一种用于由复合材料制成的燃气涡轮发动机的部件的火焰保护方法，该复合材料包括通过主基质增加密度的主纤维加强部，
保护方法包括下述步骤：
-对预浸料板件进行预成型，以赋予与部件的待保护的抗火的表面的形状相对应的形状，所述预浸料板件包括通过第二基质增加密度的第二纤维加强部，
-将现被预成型的预浸料板件施加到所述部件上，以及
-通过对安装有所述预浸料板件的部件进行热处理而将预浸料板件紧固到表面上，以产生抗火的保护层。
上文所描述的方法的一些优选的但非限制性的特征如下：
-在低于部件的降解温度的温度下进行热处理，
-第二纤维加强部包括玻璃纤维，
-第二基质包括环氧树脂、酚醛树脂和/或氰酸酯树脂，例如为M26T/50％035型的树脂，
-通过环形扇段来对预浸料板件进行预成型，所述环形扇段以叠覆的方式施加到部件的待保护的表面上，
-第二基质包括热塑性树脂，预成型步骤包括以下子步骤：在大于热固性树脂的玻璃转换温度的温度下对预浸料板件进行预成型，以赋予部件的待保护的表面的形状；在预成型的预浸料板件与部件的待保护的表面之间施加粘合剂的薄膜；以及在该子步骤中，通过热处理进行的紧固步骤被配置成使粘合剂的薄膜聚合，
-方法进一步包括以下子步骤：在该子步骤期间，在环形扇段上进行榫接(joggling)，以确保环形扇段叠覆在彼此之上，
-第二基质包括热固性树脂，预成型步骤包括以下子步骤：在小于主基质的聚合温度的温度下对预浸料板件进行预成型，以赋予部件的待保护的表面的形状；并且在该子步骤中，通过热处理进行的紧固步骤被配置成使热固性树脂聚合，
-保护层包括两个叠置的预浸料板件，以及
-在预成型步骤期间，预浸料板件被叠置并且被同时地预成型。
附图说明
本发明的其它特征、目的和优点将从以下详细描述以及参照以非限制性示例的方式给出的附图中显现，在附图中：
图1示出了燃气涡轮发动机的部件的示例，预成型的预浸料板件的环形扇段的示例性实施例施加到该部件，
图2是图1的预成型的预浸料板件的环形扇段的透视图，以及
图3是流程图，该流程图示出了根据本发明的燃气涡轮发动机的部件的保护方法的示例性实施例的不同步骤。
具体实施方式
在下文中，将尤其在燃气涡轮发动机的扇叶壳体的情况下对本发明进行描述，该燃气涡轮发动机的扇叶壳体由包括编织纤维加强部的复合材料制成，该编织纤维加强部尤其是三维的、通过基质聚合物增加密度。但应理解的是，本发明不限于生产这种扇叶壳体，而是还涵盖了燃气涡轮发动机的由这种复合材料制成的任何部件。
扇叶壳体1包括总体为圆筒形的筒部10，该筒部10具有按照纵向轴线X延伸的主方向，该纵向轴线X基本平行于气流。如在文献FR 2 913 053中所示的，壳体的筒部10可具有可变的厚度，并且可安装有分别在其上游端部处和其下游端部处的上游法兰12和下游法兰14，以使该筒部能够安装和附接到包括空气入口套管、中间壳体或甚至环形箍的其它部件。
上游法兰12和下游法兰14形状上是环形的，并且与扇叶壳体1的纵向轴线X同轴地延伸。
上游法兰12包括上游径向面(面向流)和下游径向面(面向下游法兰14)。上游法兰12进一步包括环形顶部，该环形顶部在上游面与下游面之间在距筒部10一距离处与纵向轴线X同轴地延伸。相似地，下游法兰14具有上游径向面(面向上游法兰12)和下游径向面34(面向上游面)。下游法兰14进一步包括环形顶部，该环形顶部在该下游法兰的上游面与该下游法兰的下游面之间在距筒部10一距离处与纵向轴线X同轴地延伸。
这里，扇叶壳体1由复合材料制成，该复合材料包括通过主基质增加密度的主纤维加强部。主加强部能够尤其包括碳的、玻璃的、芳族聚酰胺的或陶瓷的纤维，并且基质可由例如为环氧化物、双马树脂(bismaélique)或聚酰亚胺型的聚合物材料制成。
根据专利申请FR 2 913 053的描述，可通过将纤维组织卷绕到心轴上来形成主加强部，该纤维组织通过以改变厚度的方式进行的三维编织制成，纤维加强部构成扇叶壳体1的完全的纤维预成型件，该扇叶壳体1以具有对应于法兰的加强部件的单件的形式形成。
在温度过度升高可能损害部件1的正常运行的情况下，尤其是在起火的情况下，为保护该部件1，本发明提出了将保护层2施加到该部件的待保护的表面3。
特别地，保护层2被配置以限制被火焰降解的区域蔓延，并且通过限制热耗率和所排出的气体的温度范围而有益于该区域的熄灭，所排出的气体是由于来自构成部件1的复合材料的主基质的降解。
在扇叶壳体1的情况下，待保护的表面3主要包括上游法兰12的上游径向面和下游径向面、筒部的外部面和下游法兰14的上游径向面。
申请人注意到，只需要扇叶壳体1的对火焰敏感的小表面暴露于火焰，就会使得整个扇叶壳体1降解。所以，在实施例中，优选地，扇叶壳体1的可能暴露于火焰的以及在方向X上具有大于或等于2mm的长度的任何表面被保护免于火焰。例如，上游法兰12的顶部具有大于2mm的轴向长度，该轴向长度典型地约为10mm。因此，优选地，实际上可能暴露于火焰的上游法兰12的顶部被保护层2所覆盖。
但是由于下游法兰14通常是扇形的并且因此本质上比上游法兰12更好地被保护免于火焰，所以该下游法兰14不是必要地需要火焰防护，并且因此可不被保护层2覆盖免于火焰。然而，可预防性地覆盖下游法兰14。
抗火的保护层2能够尤其包括一个或多个预浸料板件20，该一个或多个预浸料板件20包括通过第二基质增加密度的第二纤维加强部。
优选地，保护层2在其被机加工后直接施加到部件1。典型地，在扇叶壳体1的情况下，能够在将主基质聚合的步骤和对扇叶壳体1加工的步骤之后施加保护层2。
能够首先对预浸料板件20进行预成型S1，以赋予与部件1的待保护的抗火的表面3的形状相对应的形状。之后能够将预浸料板件20施加S2到待保护的表面3，之后通过对部件1进行适合的热处理而将该预浸料板件20固定S3到这些表面3。
预浸料板件20的预成型步骤S1显著地减少了用于将板件20施加S2到部件1所必需的时间。而且，预成型件确保覆盖整个待保护的表面，以限制对操作人员的工作进行控制的需要。
在形状为环形的扇叶壳体1的情况下，能够以环形扇段的形式对预浸料板件20进行预成型S1。将板件20分为扇段使得易于施加在壳体上，以形成环形的保护层2并且覆盖扇叶壳体1的所有待保护的表面3。
优选地，以叠覆的方式施加S2环形扇段(即，以局部覆盖相邻的环形扇段的方式)，以改善产生的保护层2的火焰防护和机械抗性。
在图1和图2中示出了形状为环形扇段的预浸料板件20的示例。
优选地，第二纤维加强部包括玻璃纤维，而第二基质能够包括树脂，该树脂能够通过在直接暴露于火焰的保护层2与部件1之间生成气隙来热保护部件1免于火焰，并且通过降低温度范围和降解气体的速率来保护部件1。典型地，最适合的树脂能够包括以下的树脂：该树脂能够在热效应下膨胀，并且使保护层2分层以生成隔离的气隙并降低三维加强部内部的热传递。在暴露于火焰之后降解区域的范围因此更为受到限制，并且温度范围不如部件1不具有这种保护层2的情况那么高。考虑到保护层2是暴露于火焰的第一层，其第二基质降解，从而产生分层并且生成保护部件1并减慢火焰蔓延的气隙。
进一步选择第二基质的树脂以使得可在低于部件1的降解温度的温度下实现将预浸料板件20紧固S3在部件1上。在扇叶壳体1的情况下，部件1的降解温度约为135℃。因此必须能够在约为120℃到125℃的温度下完成热处理。同时，为了在发动机的常规运行期间不降解，第二基质的树脂必须具有大于发动机的运行温度的玻璃转换温度。例如，树脂能够具有180℃的耐热等级。
考虑到以上，第二基质例如能够包括环氧树脂、酚醛树脂和/或氰酸酯树脂，诸如为M26T/50％035型的树脂。
保护层2的预成型S1能够根据构成预浸料的第二基质类型而改变。
所以对包括热固性树脂的第二基质而言，在低于构成部件1的复合材料的主基质的树脂的聚合温度的温度下对板件20进行预成型S11。板件20因此具有最小的刚度并且能够与壳体的形状一致。能够通过对安装有预浸料板件20的部件1进行热处理以使热固性树脂聚合来实现将预浸料板件20紧固S3到部件1。
作为变型，第二基质能够包括热塑性树脂。在该变型实施例中，在大于部件1的复合材料的主基质的熔融温度的温度下对板件20进行预成型S12。产生的板件20因此是刚性的。能够通过例如利用施加在预浸料板件20与部件的待保护的表面3之间的诸如为环氧树脂的热固性树脂将预浸料板件20粘合在部件1的对应的表面3上来实现将预浸料板件20紧固S3在部件1上。为此，对安装有预浸料板件20的部件1进行热处理，以使热固性树脂聚合。
当板件20以环形扇段的形状被施加时，能够对环形扇段完成榫接(joggling)S13，以确保该环形扇段叠覆。
不论所选择的树脂的类型，能够通过在低于部件1的复合材料的主基质的降解温度的温度下以及如果需要的话在压力下的热处理(不论是用于对第二基质进行聚合还是用于粘合)来进行紧固步骤S3。在树脂具有大于该降解温度的聚合温度的情况下，因此在低于树脂的聚合温度的温度下进行热处理。因此，热处理的持续时间必须适于确保树脂进行聚合。
例如，对传统的扇叶壳体1而言，部件1的降解温度约为135℃。因此，根据所选择的第二基质的类型，能够在相对长的周期时间内在约为120℃至125℃的温度下执行热处理，优选地，该周期时间大于4小时，以确保热固性树脂的聚合或者确保粘合。
优选地，叠置数个板件20以构成保护层2。
当以环形扇段的形式将板件20施加在部件1上时，每个环形扇段因此能够包括数个叠置的和预成型的板件20。预成型的预浸料板件20之后被施加到扇叶壳体1，之后通过热处理被固定。
叠置的板件20的数量能够取决于部件1的尺寸、所选择的预浸料的延迟或至少减慢起火的能力以及产生的保护层2的总体重量。例如，在扇叶壳体1的情况下，两个板件20能够叠置在保护层2的每个环形扇段中，以有效地保护扇叶壳体1免于火焰。

Claims (10)

1.一种火焰保护方法(S)，用于燃气涡轮发动机的部件(1)，所述部件(1)由复合材料制成，所述复合材料包括通过主基质增加密度的主纤维加强部，
所述保护方法(S)包括下述步骤：
-对预浸料板件(20)进行预成型(S1)，以赋予与所述部件(1)的待保护的抗火的表面(3)的形状相对应的形状，所述预浸料板件(20)包括通过第二基质增加密度的第二纤维加强部，
-将预成型的预浸料板件(20)施加(S2)到所述部件(1)上，以及
-通过对安装有所述预浸料板件(20)的所述部件(1)进行热处理而将所述预浸料板件(20)紧固(S3)到所述表面(3)上，以产生抗火的保护层(2)。
2.根据权利要求1所述的保护方法(S)，其中，在小于所述部件(1)的降解温度的温度下进行热处理。
3.根据权利要求1或2所述的保护方法(S)，其中，所述第二纤维加强部包括玻璃纤维。
4.根据权利要求1至3中一项所述的保护方法(S)，其中，所述第二基质包括环氧树脂、酚醛树脂和/或氰酸酯树脂，例如为M26T/50％035型的树脂。
5.根据权利要求1至4中一项所述的保护方法(S)，其中，通过环形扇段来对所述预浸料板件(20)进行预成型，所述环形扇段以叠覆的方式施加到所述部件(1)的待保护的所述表面(3)上。
6.根据权利要求1至5中一项所述的保护方法(S)，其中，所述第二基质包括热塑性树脂并且所述预成型步骤(S1)包括以下子步骤：
-在大于所述热固性树脂的玻璃转换温度的温度下对所述预浸料板件(20)进行预成型(S12)，以赋予所述部件(1)的待保护的表面(3)的形状，
-在所述预成型的预浸料板件(20)与所述部件(1)的待保护的表面(3)之间施加(S14)粘合剂的薄膜，
以及其中，通过热处理进行的紧固步骤(S3)被配置成使所述粘合剂的薄膜聚合。
7.根据权利要求5和6的组合所述的保护方法(S)，进一步包括以下子步骤(S13)：在该子步骤期间，在所述环形扇段上进行榫接，以确保所述环形扇段叠覆在彼此之上。
8.根据权利要求1至5中一项所述的保护方法(S)，其中，所述第二基质包括热固性树脂，所述预成型步骤(S2)包括以下子步骤：在小于所述主基质的聚合温度的温度下对所述预浸料板件(20)进行预成型(S11)，以赋予所述部件(1)的待保护的表面(3)的形状，以及其中，通过热处理进行的紧固步骤(S3)被配置成使所述热固性树脂聚合。
9.根据权利要求1至8中一项所述的保护方法(S)，其中，所述保护层(2)包括两个叠置的预浸料板件(20)。
10.根据权利要求9所述的保护方法(S)，其中，在预成型步骤(S1)期间，所述预浸料板件(20)被叠置并且被同时地预成型。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112236587A (zh) * 2019-04-17 2021-01-15 哈金森公司 用于推力反向器的格栅的制造方法
CN114340881A (zh) * 2019-08-28 2022-04-12 赛峰飞机发动机公司 用于制造用于飞行器涡轮发动机的环形壳体的方法

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT515539B1 (de) * 2014-09-04 2015-10-15 Facc Ag Ummantelung für ein Flugzeugtriebwerk und Verfahren zur Herstellung einer solchen Ummantelung
US11040512B2 (en) * 2017-11-08 2021-06-22 Northrop Grumman Systems Corporation Composite structures, forming apparatuses and related systems and methods
GB201720603D0 (en) 2017-12-11 2018-01-24 Rolls Royce Plc Fairings for power generation machines
GB201802768D0 (en) 2018-02-21 2018-04-04 Rolls Royce Plc Fairings for power generation machines
GB201804569D0 (en) * 2018-03-22 2018-05-09 Rolls Royce Plc Casing assembly
US10920613B2 (en) * 2018-09-05 2021-02-16 Raytheon Technologies Corporation Retention system for improved fire protection
FR3135916A1 (fr) * 2022-05-25 2023-12-01 Safran Procédé de fabrication d’un carter intermédiaire auto-raidi et carter intermédiaire obtenu par ce procédé

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6197424B1 (en) * 1998-03-27 2001-03-06 Siemens Westinghouse Power Corporation Use of high temperature insulation for ceramic matrix composites in gas turbines
US20050076504A1 (en) * 2002-09-17 2005-04-14 Siemens Westinghouse Power Corporation Composite structure formed by cmc-on-insulation process
EP2017072A1 (en) * 2007-07-17 2009-01-21 United Technologies Corporation Burn resistant organic matrix composite material
CN101678616A (zh) * 2007-03-29 2010-03-24 古瑞特（英国）有限公司 纤维增强的复合材料模制品和其制造方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2512217A1 (fr) * 1981-08-28 1983-03-04 Alsthom Cgee Tete opto-electronique de transmission
FR2521217A1 (fr) * 1982-02-08 1983-08-12 Jehier Sa Perfectionnements aux anneaux isolants pour carters de turbines
JP4342620B2 (ja) * 1998-12-02 2009-10-14 富士重工業株式会社 ハニカムサンドイッチ構造複合材パネルの成形方法
US20030158320A1 (en) * 2000-02-25 2003-08-21 David Kemmish Light weight ablative materials
JP2002321238A (ja) * 2001-04-26 2002-11-05 Kawasaki Heavy Ind Ltd 航空機エンジンナセル吸音パネル用多孔板の製造方法
DE102004049632B4 (de) * 2004-10-11 2008-07-31 Basf Se Verbundschichtplatte für Brandschutztüren
ATE452742T1 (de) * 2005-02-25 2010-01-15 Dow Global Technologies Inc Verfahren zur herstellung eines strukturs mit einer klebeverbindung
DE102006058602B4 (de) * 2006-12-11 2016-06-30 Benteler Automobiltechnik Gmbh Verfahren zur Herstellung einer B-Säulenanordnung eines Kraftfahrzeugs
FR2913053B1 (fr) * 2007-02-23 2009-05-22 Snecma Sa Procede de fabrication d'un carter de turbine a gaz en materiau composite et carter ainsi obtenu
US8182640B1 (en) * 2010-05-13 2012-05-22 Textron Innovations, Inc. Process for bonding components to a surface
ITTO20110421A1 (it) * 2011-05-12 2012-11-13 Alenia Aeronautica Spa Elemento strutturale con ala avente bordo netto, e suo processo di fabbricazione
RU2633581C2 (ru) * 2013-08-22 2017-10-13 Сайтек Индастриз Инк. Склеивание композиционных материалов
GB201322048D0 (en) * 2013-12-13 2014-01-29 Rolls Royce Deutschland A joint between components

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6197424B1 (en) * 1998-03-27 2001-03-06 Siemens Westinghouse Power Corporation Use of high temperature insulation for ceramic matrix composites in gas turbines
US20050076504A1 (en) * 2002-09-17 2005-04-14 Siemens Westinghouse Power Corporation Composite structure formed by cmc-on-insulation process
CN101678616A (zh) * 2007-03-29 2010-03-24 古瑞特（英国）有限公司 纤维增强的复合材料模制品和其制造方法
EP2017072A1 (en) * 2007-07-17 2009-01-21 United Technologies Corporation Burn resistant organic matrix composite material

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112236587A (zh) * 2019-04-17 2021-01-15 哈金森公司 用于推力反向器的格栅的制造方法
CN112236587B (zh) * 2019-04-17 2024-04-02 哈金森公司 用于推力反向器的格栅的制造方法
CN114340881A (zh) * 2019-08-28 2022-04-12 赛峰飞机发动机公司 用于制造用于飞行器涡轮发动机的环形壳体的方法
CN114340881B (zh) * 2019-08-28 2024-04-16 赛峰飞机发动机公司 用于制造用于飞行器涡轮发动机的环形壳体的方法

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