CN115210448B - 用于包括由非多孔塑料制成的中空芯部的涡轮发动机定子的、由复合材料制成的轮叶 - Google Patents

Abstract

一种用于涡轮发动机的轮叶(46)，该轮叶包括：呈翼型形状的主体(54)和芯部(58)，该主体由复合材料制成的外壳(56)形成，该复合材料由通过硬化树脂固结的增强纤维的三维织物形成，该外壳形成轮叶的彼此连接的压力表面和轮叶的吸力表面，同时在一侧形成轮叶的前缘(64)并且在相对侧形成轮叶的后缘(66)，该芯部包括由外壳(56)围绕的芯部主体(59)。芯部(58)由非多孔塑料材料制成，芯部主体(59)呈翼型形状，并且限定芯部(58)的至少一个封闭腔(68；68A‑68D)。

Description

用于包括由非多孔塑料制成的中空芯部的涡轮发动机定子 的、由复合材料制成的轮叶

技术领域

本发明涉及由复合材料制成的轮叶的领域，该轮叶形成涡轮发动机的定子部件的一部分，例如形成出口导向轮叶(或“OGV”)的环。

背景技术

出口导向轮叶环包括轮叶，该轮叶具有空气动力学功能，该空气动力学功能包括调节风扇的下游的次级气流。在一些涡轮发动机中，出口导向轮叶中的至少一些出口导向轮叶实现结构作用，即参与在出口导向轮叶环的毂部和外护罩之间的力传递。

此外，在使涡轮发动机轻量化方面的日益增加的要求有助于使由具有有机基体的复合材料(特别是包括形成三维织物的增强纤维的材料)制造这种出口导向轮叶和其他定子轮叶的技术更加广泛。

在这种情况下，似乎特别地希望制成一种定子轮叶，该定子轮叶包括：呈空气动力学轮廓形式的主体和芯部，该主体由复合材料制成的外壳形成，该复合材料由通过硬化树脂固结的增强纤维的三维织物形成，该外壳形成轮叶的彼此连接的压力表面和吸力表面，同时在一侧形成轮叶的前缘并且在相对侧形成轮叶的后缘，该芯部包括由外壳围绕的芯部主体。

通过使用总密度低于外壳的总密度的芯部，轮叶的这种构型使得轮叶能够轻量化。

为此，特别地设想用泡沫制成这种芯部。

然而，在这种情况下，一个困难在于，在轮叶的制造期间，特别地当该芯部被插入在形成在纤维预制件(该纤维预制件旨在形成轮叶的空气动力学外壳)中的通道中时，在通过树脂使该纤维预制件固结之前，不需要使该芯部损坏或断裂。

然而，可用于这种类型的应用的泡沫被证明太易碎，以无法在不损坏的情况下支持这些操作。

此外，这种泡沫的易碎性将限制减少这种芯部的重量的可能性，因此也限制了减少这种轮叶的重量的可能性。

发明内容

本发明的目的特别是对这些问题提供一种简单、经济和有效的解决方案。

为此目的，本发明提出了一种用于上述类型的涡轮发动机定子的轮叶，其中，芯部由非多孔塑料材料制成，芯部主体呈空气动力学轮廓的形式，并且芯部主体界定芯部的至少一个封闭腔。

封闭腔使得芯部能够轻量化。因此，芯部可以减轻轮叶的重量，同时对在轮叶的制造期间可能施加到芯部的力提供良好的抵抗力，这将在下文更清楚地示出。此外，芯部主体的空气动力学轮廓使得在轮叶的制造期间能够赋予外壳适当的形状，如下文将更清楚地示出。

优选地，外壳延伸超过芯部主体，从而形成分别在轮叶的主体的两个相对端部处延伸的轮叶根部和轮叶头部，并且轮叶能够通过该轮叶根部和轮叶头部分别附接到涡轮发动机的带有叶片的定子环的毂部和外护罩。

优选地，芯部包括彼此连接的两个芯部部分。

本发明还涉及一种用于涡轮发动机的带有叶片的定子环，该带有叶片的定子环包括毂部和外护罩，毂部和外护罩通过至少一个上述类型的轮叶彼此连接。

本发明还涉及一种涡轮发动机，该涡轮发动机包括至少一个上述类型的轮叶或至少一个上述类型的带有叶片的环。

本发明还涉及一种用于制造涡轮发动机定子的轮叶的方法，该方法至少包括以下步骤：

A)制造纤维预制件，该纤维预制件包括两个部分，这两个部分通过通道彼此分开，并且在通道的两侧彼此连接；

B)制备由纤维预制件和非多孔塑料材料制成的芯部构成的组件，芯部包括呈空气动力学轮廓形式的芯部主体，该芯部主体界定芯部的至少一个封闭腔，芯部主体被容纳在纤维预制件的通道中，使得纤维预制件具有压力部分和吸力部分，压力部分和吸力部分通过芯部主体彼此分开，并且在芯部主体的两侧彼此连接，从而形成前缘部分和后缘部分；然后

C)通过液体复合模塑方法通过树脂使纤维预制件固结，以形成外壳，其中，纤维预制件的压力部分形成轮叶的压力表面，纤维预制件的吸力部分形成轮叶的吸力表面，纤维预制件的前缘部分形成轮叶的前缘，纤维预制件的后缘部分形成轮叶的后缘。

在本发明的优选实施例中，步骤B至少包括以下步骤：

b1)制造芯部，然后；

b2)将芯部主体插入纤维预制件的通道中。

在本发明的第二优选实施例中，步骤B至少包括以下步骤：

b1’)分别制造芯部部分，芯部部分中的至少一个第一芯部部分包括或形成相应的芯部主体部分；然后

b2’)至少将第一芯部部分的芯部主体部分插入纤维预制件的通道中；然后

b3’)通过密封地连结芯部部分的相应的端部来将芯部部分彼此或相互连接，使得芯部部分共同形成芯部，并且至少使得第一芯部部分的芯部主体部分形成芯部的芯部主体。

优选地，在步骤b1’中制造的芯部部分中的至少一个第二芯部部分包括或形成相应的芯部主体部分，步骤b2’还包括将第二芯部部分的芯部主体部分插入纤维预制件的通道中，并且在步骤b3’中将芯部部分相互连接包括通过在通道中将第一芯部部分和第二芯部部分的相应的芯部主体部分的相应的接合端部密封地连结来至少将第二芯部部分连接到第一芯部部分。

优选地，在步骤b3’结束时，第一芯部部分和第二芯部部分的相应的芯部主体部分的相应的接合端部阻截通道的两个相对开口。

在变型中，在步骤b3’结束时，第一芯部部分和第二芯部部分的相应的芯部主体部分的相应的接合端部大致横向于芯部的跨度方向延伸。

在本发明的实施例中，在步骤b2’中形成的芯部的封闭腔由在步骤b1’中制造的第一芯部部分和第二芯部部分的两个相应的开放腔共同形成，这两个开放腔各自在对应的接合端部中开口。

在本发明的实施例中，来自在步骤b1’中制造的芯部部分的两个芯部部分各自包括或形成芯部的对应的端部部分，该端部部分具有直到芯部的对应的端部的张开形状。

在本发明的实施例中，步骤A包括通过三维编织、通过将纬线编织穿过被布置在多个层中的经线的簇，以及通过在两层经线之间实现部分非互连结构来制造纤维预制件，使得所述部分非互连结构形成将纤维预制件的两个部分分开的通道。

附图说明

通过参照附图阅读下文中以非限制性示例给出的说明，本发明将被最好的理解，并且本发明的其它细节、优点和特征将显现，在附图中：

图1是用于飞行器的涡轮发动机的轴向截面的示意图；

图2是带有叶片的环，例如出口导向轮叶环的透视示意图，该带有叶片的环形成图1中的涡轮发动机的一部分并且单独示出；

图3是根据本发明的用于涡轮发动机定子的轮叶的透视示意图，该轮叶例如旨在形成图2的带有叶片的环的一部分；

图4是纤维预制件的透视示意图，该纤维预制件旨在构成图3的轮叶的外壳；

图5是根据本发明的第一优选实施例的、图3的轮叶的芯部的透视示意图；

图6是在纤维预制件的固结之前，图3的轮叶的横截面的示意图；

图7是根据本发明的第二优选实施例的、两个芯部部分的透视示意图，这两个芯部部分旨在构成图3的轮叶的芯部；

图8是根据本发明的第二优选实施例的变型的、两个芯部部分的透视示意图，这两个芯部部分旨在构成图3的轮叶的芯部；

图9是在制造轮叶的方法的步骤期间，根据本发明的实施例的轮叶的纵向截面的示意图；

图10是类似于图9的视图，示出了用于制造轮叶的方法的另一个后续步骤；

图11是根据本发明的第二优选实施例的另一个变型的、芯部的两个部分的透视示意图，这芯部的两个部分旨在构成图3的轮叶的芯部；

图12是类似于图6的视图，示出了根据本发明的轮叶的变型；

图13是根据本发明的第一优选实施例的用于制造轮叶的方法的流程图；

图14是根据本发明的第二优选实施例的用于制造轮叶的方法的流程图。

在所有这些附图中，相同的标记可以表示相同或相似的元件。

具体实施方式

图1示出了用于已知类型的飞行器的涡轮发动机10，该涡轮发动机通常包括用于吸入气流的风扇12，该气流在风扇的下游分为主流和次级流，主流在涡轮发动机的芯部中的用于主流的流动通道(下文被称为主流路径PF)中流通，次级流在用于次级流的流动通道(下文被称为次级流路径SF)中绕该芯部通过。

涡轮发动机例如是双涵道和双转轴类型的。涡轮发动机的芯部通常包括低压压缩机14、高压压缩机16、燃烧室18、高压涡轮20和低压涡轮22。

高压压缩机和高压涡轮的相应的转子通过被称为“高压轴”的转子轴连接，而低压压缩机和低压涡轮的相应的转子通过被称为“低压轴”的转子轴连接。

涡轮发动机由围绕次级流路径SF的机舱24流线型化。

转子轴被安装成围绕涡轮发动机的轴线28旋转。

在整个说明书中，轴向方向X是轴线28的方向。径向方向Rx在每一点处是正交于轴线28并穿过轴线28的方向，周向方向Cx在每一点处是正交于径向方向Rx和轴线28的方向。术语“内”和“外”分别是指元件相对于轴线28的相对接近度和相对距离。最后，方向“上游”和“下游”参照涡轮发动机的主流路径PF和次级流路径SF中的气体在轴向方向X上的流动来限定。

涡轮发动机包括中间壳体40，该中间壳体被布置在风扇12的下游、轴向地位于低压压缩机14和高压压气机16之间，并且在图2中单独示出。

该中间壳体40包括带有叶片的环41，该带有叶片的环以轴线28为中心并且包括外护罩42、毂部44和轮叶46(通常被称为出口导向轮叶(“OGV”))，该轮叶延伸穿过次级流路径SF，同时将外护罩42连接到毂部44。外护罩42围绕次级流路径SF和毂部44延伸，而毂部44相对于次级流路径SF径向向内延伸，并且相对于主流路径PF径向向外延伸。

当一些或全部轮叶46实现结构功能时，即在两个部件之间(例如在毂部44和外护罩42之间)传递连接力时，本发明是特别有利的，如下文将更清楚地示出。然而，本发明也可以适用于不能实现这种结构功能的轮叶。本发明还适用于被布置在涡轮发动机的另一个位置的定子轮叶。

如图3所示，轮叶46通常包括分别被布置在轮叶的两个相对端部处的叶片根部50和叶片头部52，以及呈空气动力学轮廓形式的主体54(有时被称为叶片)，该主体在轮叶的跨度方向(span direction)D上延伸、将叶片根部50连接到叶片头部52(跨度方向D通常是被限定为轮叶的中间平面的径向方向)。叶片根部50旨在被附接到毂部44，并且叶片头部52旨在被连接到外护罩42，这可以通过已知的技术来实现并且在此将不再详细描述。

轮叶46的主体54由外壳56形成。

轮叶46还包括芯部58，该芯部包括由外壳56围绕的芯部主体59。

外壳56由通过硬化有机树脂(例如环氧树脂)固结的增强纤维形成的复合材料制成。

外壳56形成轮叶46的压力表面60和轮叶46的吸力表面62。压力表面60和吸力表面62被布置在芯部主体59的两侧并且在芯部主体59之外彼此连接，在一侧形成轮叶46的前缘64并且在相对侧形成轮叶46的后缘66。

在所示的示例中，外壳56延伸超过芯部主体59，从而形成分别在轮叶的主体54的两个相对端部处延伸的叶片根部50和叶片头部52。

图5中单独可见的芯部58由非多孔的塑料材料制成。

优选地，构成芯部58的塑料材料为热塑性材料，例如聚醚醚酮(PEEK)或聚醚酰亚胺(PEI)。这些材料在高温下提供热和机械稳定性，因此特别适用于低压树脂注射模塑方法(RTM)中的固化循环。

此外，芯部主体59呈空气动力学轮廓的形式，即呈轮叶的形式。换言之，芯部主体59具有彼此连接的压力表面59A和吸力表面59B，在一侧形成芯部主体的前缘59C并且在另一侧形成芯部主体的后缘59D。

在图5所示的示例中，芯部58完全由芯部主体59形成。

芯部主体59还包括封闭腔68(图5)或多个封闭腔。

芯部主体59的封闭腔68(或每个封闭腔)提供了有利的使芯部轻量化，并因此附加的使轮叶46轻量化。

换言之，芯部主体59由两个异形壁形成，这两个异形壁分别限定芯部主体59的压力表面59A和吸力表面59B，这两个异形壁通过封闭腔(或者所有封闭腔)彼此分开，并且在封闭腔(或者所有封闭腔)的两侧彼此连接，从而形成芯部主体59的前缘59C和后缘59D，以及在芯部主体的根部侧59E上的端部和在芯部主体的头部侧59F上的端部。

因此，封闭腔68(或者所有封闭腔体)具有端部，端部分别位于芯部主体的前缘59C的一侧和芯部主体的后缘59D的一侧，端部分别远离芯部主体的前缘59C和芯部主体的后缘59D。

此外，形成外壳56(图3)的复合材料的增强纤维以三维织物(也被称为3D织物)的形式布置，更具体地以编织结构的形式布置，编织结构可以包括组装在一起的编织带或单个三维编织结构。这些增强纤维69在图4中可见，图4示出了旨在固结后形成外壳56的纤维预制件，如下文将更清楚地示出。

因此，外壳56具有最佳强度，这在外壳56必须赋予轮叶46的结构功能的情况下是特别有利的。实际上，芯部58不被设计成有助于轮叶46的这种结构功能。轮叶46的强度在涡轮发动机中的异物的撞击或吸入的情况下是特别有利的。

通常，因此，芯部58使得能够减少轮叶46的质量，同时对在轮叶46的制造期间可能施加到芯部的力提供良好的抵抗。此外，芯部主体59的异形形状使得在树脂的固结期间能够赋予外壳56适当的形状，如下文将更清楚地示出。

用于制造涡轮发动机定子的轮叶(例如轮叶46)的方法通常包括：

A)制造纤维预制件80(图4)，该纤维预制件包括两个部分82、84，这两个部分通过通道86彼此分开，并且在通道86的两侧彼此连接；

B)制备由纤维预制件80和芯部58构成的组件，其中，芯部主体59被容纳在纤维预制件80的通道86中(图6)，使得纤维预制件80具有压力部分72和吸力部分74，压力部分和吸力部分通过芯部主体59彼此分开，并且在芯部主体59的两侧彼此连接，以形成前缘部分76和后缘部分78；以及

C)通过液体复合模塑(LCM)方法通过树脂使纤维预制件80固结，以形成外壳56，其中，纤维预制件80的压力部分72(图6)形成轮叶的压力表面60(图3)，纤维预制件80的吸力部分74(图6)形成轮叶的吸力表面62(图3)，纤维预制件80的前缘部分76(图6)形成轮叶的前缘64(图3)，并且纤维预制件80的后缘部分78(图6)形成轮叶的后缘66(图3)。

优选地，步骤A包括通过三维编织来制造纤维预制件80，三维编织将纬线87A编织穿过被布置在多个层中的经线87b的簇，并且例如通过文献FR2940173(或其同族文献US2011/318513)中公开的方法来实现两层经线之间的部分非互连结构，通过该方法，部分非互连结构形成将纤维预制件80的两个部分82、84分开的通道86。

在根据本发明的轮叶制造方法的第一优选实施例中，如图12中的流程图所示，步骤B包括以下步骤：

b1)制造芯部58(图5)，然后；

b2)将芯部主体59插入纤维预制件80的通道86中(图6)。

制造芯部58的步骤b1例如通过注射吹制或挤压吹制技术来实现，在这种情况下，吹制点接下来通过塞子封闭。在变型中，芯部58可以通过旋转模塑技术来制成。这些技术使得芯部58能够大致以单件制造。

在变型中，当芯部的形状允许时，芯部58可以在将芯部58插入通道86中的步骤b2之前以组装在一起的多个部件制成。在这种情况下，芯部58的部件中的每一个部件可以例如通过注射模塑技术来制成。芯部58的部件接下来例如通过超声波焊接技术、或通过粘合剂结合、或通过弹性卡扣来组装，如果需要，在部件之间插入垫圈。

在根据本发明的轮叶制造方法的第二优选实施例中，如图13中的流程图所示，步骤B包括以下步骤：

b1’)分别制造芯部部分，芯部部分中的至少一个第一芯部部分包括或形成相应的芯部主体部分；然后

b2’)至少将第一芯部部分的芯部主体部分插入纤维预制件80的通道86中(图9：箭头F1)；然后

b3’)通过密封地连结芯部部分的相应的端部来将芯部部分彼此或相互连接，使得芯部部分共同形成芯部58，并且至少使得第一芯部部分的芯部主体部分形成芯部58的芯部主体59(图9)。

芯部部分例如通过粘合剂结合或通过弹性卡扣或通过超声波焊接来彼此或相互连接。

通常，以多个部件制成芯部58使得能够允许芯部58具有由于将整个芯部58插入纤维预制件80的通道86中而不被允许的形状。

因此，在优选实施例中，步骤b1’包括分别制造两个芯部部分58A、58B(图7和图8)，两个芯部部分58A、58B各自具有相应的近端88A、88B和相应的远端90A、90B，至少使得两个芯部部分中的第一芯部部分58A包括相应的芯部主体部分92A，该芯部主体部分具有相应的接合端部94A，该接合端部形成对应的近端88A。接下来，步骤b2’包括至少将第一芯部部分58A的相应的芯部主体部分92A插入纤维预制件80的通道86中(图9：箭头F1)。最后，步骤b3’包括通过密封地连结两个芯部部分58A、58B的相应的近端88A、88B来将第二芯部部分58B连接到第一芯部部分58A，使得两个芯部部分58A、58B共同形成芯部58，并且至少使得第一芯部部分58A的芯部主体部分92A形成芯部58的芯部主体59(图9)。

此外，在步骤b1’中制造的两个芯部部分58A、58B中的每一个芯部部分包括相应的端部部分96A、96B，该端部部分具有张开直到对应的相应的远端90A、90B的形状。芯部部分58A、58B的相应的端部部分96A、96B旨在分别用于两个增强纤维结构97A、97B(在图9和图10中可见)的支撑件，这两个增强纤维结构在通过树脂固结之后旨在分别形成叶片根部50和叶片头部52。这两个增强纤维结构97A、97B可以形成围绕芯部主体59的纤维预制件80的整体部分，或者被附接到纤维预制件80。

在图7所示的示例中，在步骤b1’中制造的第二芯部部分58B还包括相应的芯部主体部分92B，该芯部主体部分具有相应的接合端部94B，该接合端部形成第二芯部部分58B的对应的近端88B。

此外，步骤b2’还包括将第二芯部部分58B的芯部主体部分92B插入纤维预制件80的通道86中(图9：箭头F2)，并且在步骤b3’中将芯部部分彼此连接包括通过在通道86中将第一芯部部分58A和第二芯部部分58B的相应的芯部主体部分92A、92B的相应的接合端部94A、94B密封地连结来至少将第二芯部部分58B连接到第一芯部部分58A。

在这种情况下，在组装两个芯部部分58A、58B之后，两个芯部部分58A、58B的两个相应的芯部主体部分92A、92B一起形成芯部58的芯部主体59。

在图7所示的示例中，在步骤b1’中制造的两个芯部部分58A、58B中的每一个芯部部分具有相应的开放腔98A、98B，该开放腔至少形成在对应的芯部主体部分92A、92B中，并且在对应的接合端部94A、94B中开口。在芯部部分58A、58B的组装之后，两个相应的开放腔98A、98B彼此连通，以一起形成在步骤b3’中形成的芯部58的封闭腔68(在图10中可见)。

在变型中，两个芯部部分58A、58B中的一个芯部部分可以包括一个或多个封闭腔，而另一个芯部部分可以不包括腔，或可以包括一个或多个其他封闭腔。

在变型中，在图8所示的示例中，第二芯部部分58B不包括旨在形成芯部主体59的一部分的芯部主体部分。第二芯部部分58B仅包括对应的相应的端部部分96B。在这种情况下，在将芯部主体部分92A插入通道86中之后，芯部部分58A、58B彼此连接的操作可以在纤维预制件80的通道86之外进行。

在图8所示的示例中，因此，封闭腔68完全形成在第一芯部部分58A中。

在对应于图7和图8的示例中，芯部部分58A、58B沿着对应的芯部主体部分92A、92B的相应的接合端部94A、94B连结，该接合端部大致横向于芯部58的跨度方向，即从芯部主体59的根部端部59E到头部端部59F的方向延伸，该方向对应于在轮叶的制造结束时的轮叶的跨度方向D。“大致横向地”必须理解为通常是指在步骤b3’结束时，接合端部94A、94B不阻截(n'interceptent)通道86的两个相对开口86A、86B(图4和图9)。

因此，在图7的示例中，接合端部94A、94B旨在被完全地容纳在通道86中，在与通道86的开口86A、86B相距一距离处。这同样适用于图8的示例，在旨在形成叶片根部50和叶片头部52的两个增强纤维结构97A、97B形成围绕芯部主体59的纤维预制件80的整体部分，或者在步骤b2’之前两个增强纤维结构被附接到纤维预制件80的情况下，使得增强纤维97A、97B参与对通道86的界定。相反，在步骤b3’之后增强纤维结构97A、97B被附接到纤维预制件80的情况下，在增强纤维结构97A、97B被附接到纤维预制件80之前，接合端部94A、94B旨在完全位于通道86的外部。

此外，该方法使得芯部58在其入口处具有比通道86宽的中间部分，例如以形成轮叶，轮叶的主体的中间部分的弦长大于轮叶的主体的端部处的弦长。

为此，参照图11，芯部58包括两个芯部部分58C、58D，这两个芯部部分分别包括或形成两个芯部主体部分92C、92D，这两个芯部主体部分具有相应的接合端部94C、94D，在步骤b3’结束时，接合端部阻截(interceptent)通道86的两个相对开口86A、86B(图4和图9)。

一般而言，当芯部部分中的第一芯部部分被布置在通道86中时，在插入另一个芯部部分之前，因此，第一芯部部分可以横向于芯部58的与轮叶的跨度方向D对应的跨度方向偏移，以扩大通道86的开口86A、86B中剩余的空间，并因此使得另一个芯部部分能够插入通道中。

在图11的示例中，因此，接合端部94C、94D在芯部58的跨度方向上延伸。

此外，芯部主体部分中的一个芯部主体部分92D具有端部，该端部旨在形成例如芯部主体59的后缘59D。该后缘具有弯曲形状，使得芯部主体59的中间部分M比芯部主体59的端部E宽(横向于跨度方向D)。

在这种情况下，步骤b2’包括将芯部主体部分92B插入通道86中，然后使该芯部主体部分92D横向于跨度方向D偏移，以便在通道86的开口86A、86B中的一个开口处留出空间，另一个芯部主体部分92C随后通过该空间插入。

在此，在步骤b1’中制造的两个芯部部分58C、58D中的每一个芯部部分具有相应的开放腔98C、98D，该开放腔至少形成在对应的芯部主体部分92C、92D中，并且在对应的接合端部94C、94D中开口。在芯部部分58C、58D的组装之后，相应的开放腔98C、98D彼此连通，以一起形成在步骤b3’中形成的芯部58的封闭腔68。

在变型中，芯部58可以由对通道86的两个相对开口86A、86B阻截的接合端部连结的芯部部分和由对通道86的两个相对开口86A、86B不阻截的接合端部连结的芯部部分形成。

这种变型在两个增强纤维结构97A、97B形成围绕芯部主体59的纤维预制件80的整体部分，或者在步骤b2’之前两个增强纤维结构被附接到纤维预制件80并且芯部58包括如图7和图8所示的呈张开形状的两个端部部分和如图11所示的突出的中间部分的情况下是特别有利的，使得增强纤维结构97A、97B参与对通道86的界定。

此外，步骤b1或b1’可以在步骤A之前或之后实施。

优选地，液体复合模塑(LCM)方法为低压树脂注射模塑(RTM)方法，通过该液体复合模塑方法，纤维预制体80在步骤c中固结。这种方法包括：将由芯部58和纤维预制件80形成的组件布置在模具100的腔102中(图10)，通过注射通道106注射热固性树脂(箭头104)，直到树脂填充到填充结束口112(图10：箭头110)，该注射通道106例如面向腔102的旨在构成轮叶根部50(图3)的区域108，填充结束口例如被布置成面向腔102的旨在构成轮叶头部52(图3)的区域114。该方法接下来包括：使树脂硬化，从而获得外壳56，然后从模具移除由此获得的轮叶46。

在变型中，液体复合模塑(LCM)方法可以是已知的名称为Polyflex的类型，并且在文献WO 2005/000566中提出的方法。

在一些示例性实施例中，由复合材料制成的外壳56和由非多孔塑料材料制成的芯部58之间的连接是通过在树脂的注射和硬化时形成复合材料的基体的环氧树脂的机械和化学附着来提供。然而，应该注意，保持芯部58和外壳56之间的界面对于轮叶46的正确操作并不是必需的，因此就使用条件的规范而言不是需要的。

在变型中，如图12所示，芯部主体59可以包括多个封闭腔68A、68B、68C、68D，例如数量为四个的封闭腔，这些封闭腔通过对应的加强件116AB、116BC、116CD成对地分开，其中，封闭腔68A、68B、68C、68D中的每一个封闭腔可以以与上述参照图8所述的方式类似的方式形成为单件，或者以与上述参照图7和图11所述的方式类似的方式通过连结彼此面对的两个开放腔而形成。

加强件116AB、116BC、116CD可以是连续的或不连续的，并且优选地在芯部的跨度方向上延伸。

加强件116AB、116BC、116CD有助于芯部的刚性并因此有助于芯部在树脂的注射和硬化步骤期间的强度，并且使得例如构成芯部主体59的壁能够更薄而不损害芯部主体59的刚性。此外，这种构型可以促进构成芯部58或在芯部的制造期间的塑料材料的注射。

说明书中所引用的文献

FR2940173及其英文同族US2011/318513；

WO2005/000566。

Claims (14)

1.用于涡轮发动机的轮叶（46），所述轮叶包括：

- 呈空气动力学轮廓形式的主体（54），所述主体由复合材料制成的外壳（56）形成，所述复合材料由通过硬化树脂固结的增强纤维的三维织物形成，所述外壳（56）形成所述轮叶的彼此连接的压力表面（60）和吸力表面（62），同时在一侧形成所述轮叶的前缘（64）并且在相对侧形成所述轮叶的后缘（66），以及

- 芯部（58），所述芯部包括由所述外壳（56）围绕的芯部主体（59），

其特征在于，所述芯部（58）由非多孔塑料材料制成，所述芯部主体（59）呈空气动力学轮廓的形式，并且所述芯部主体界定所述芯部（58）的至少一个封闭腔（68；68A-68D）。

2.根据权利要求1所述的轮叶，其中，所述外壳（56）延伸超过所述芯部主体（59），同时形成分别在所述轮叶的所述主体（54）的两个相对端部处延伸的轮叶根部（50）和轮叶头部（52），并且所述轮叶（46）能够通过所述轮叶根部和所述轮叶头部分别附接到涡轮发动机的带有叶片的定子环的毂部（44）和外护罩（42）。

3.根据权利要求1或2所述的轮叶，其中，所述芯部（58）包括彼此连接的两个芯部部分（58A，58B）。

4.用于涡轮发动机的带有叶片的定子环，所述带有叶片的定子环包括毂部（44）和外护罩（42），所述毂部和所述外护罩通过至少一个根据权利要求1至3中任一项所述的轮叶彼此连接。

5.涡轮发动机，所述涡轮发动机包括至少一个根据权利要求1至3中任一项所述的轮叶或至少一个根据权利要求4所述的带有叶片的定子环。

6.用于制造涡轮发动机定子的轮叶（46）的方法，所述方法至少包括以下步骤：

A）制造纤维预制件（80），所述纤维预制件包括两个部分（82，84），所述两个部分通过通道（86）彼此分开，并且在所述通道（86）的两侧彼此连接；

B）制备由所述纤维预制件（80）和非多孔塑料材料制成的芯部（58）构成的组件，所述芯部包括呈空气动力学轮廓形式的芯部主体（59），所述芯部主体界定所述芯部的至少一个封闭腔（68；68A-68D），所述芯部主体（59）被容纳在所述纤维预制件（80）的所述通道（86）中，使得所述纤维预制件（80）具有压力部分（72）和吸力部分（74），所述压力部分和所述吸力部分通过所述芯部主体（59）彼此分开，并且在所述芯部主体（59）的两侧彼此连接，同时形成前缘部分（76）和后缘部分（78）；然后

C）通过液体复合模塑方法通过树脂使所述纤维预制件（80）固结，以形成外壳（56），其中，所述纤维预制件（80）的所述压力部分（72）形成所述轮叶（46）的压力表面（60），所述纤维预制件（80）的所述吸力部分（74）形成所述轮叶（46）的吸力表面（62），所述纤维预制件（80）的所述前缘部分（76）形成所述轮叶（46）的前缘（64），所述纤维预制件（80）的所述后缘部分（78）形成所述轮叶（46）的后缘（66）。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述步骤B至少包括以下步骤：

b1）制造所述芯部（58），然后；

b2）将所述芯部主体（59）插入所述纤维预制件（80）的所述通道（86）中。

8.根据权利要求6所述的方法，其中，所述步骤B至少包括以下步骤：

b1’）分别制造芯部部分（58A，58B；58C，58D），所述芯部部分中的至少一个第一芯部部分（58A；58D）包括或形成相应的芯部主体部分（92A；92D）；然后

b2’）至少将所述第一芯部部分（58A；58D）的所述芯部主体部分（92A；92D）插入所述纤维预制件（80）的所述通道（86）中；然后

b3’）通过密封地连结所述芯部部分（58A，58B；58C，58D）的相应的端部（88A，88B；94C，94D）来将所述芯部部分（58A，58B；58C，58D）彼此或相互连接，使得所述芯部部分（58A，58B；58C，58D）共同形成所述芯部（58），并且至少使得所述第一芯部部分（58A；58D）的所述芯部主体部分（92A；92D）形成所述芯部（58）的所述芯部主体（59）。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，在所述步骤b1’中制造的所述芯部部分中的至少一个第二芯部部分（58B；58C）包括或形成相应的芯部主体部分（92B；92C），所述步骤b2’还包括将所述第二芯部部分（58B；58C）的所述芯部主体部分（92B；92C）插入所述纤维预制件（80）的所述通道（86）中，并且在所述步骤b3’中将所述芯部部分相互连接包括通过在所述通道（86）中将所述第一芯部部分和所述第二芯部部分（58A，58B；58D，58C）的相应的芯部主体部分（92A，92B；92D，92C）的相应的接合端部（94A，94B；94D，94C）密封地连结来至少将所述第二芯部部分（58B；58C）连接到所述第一芯部部分（58A；58D）。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，在所述步骤b3’结束时，所述第一芯部部分和所述第二芯部部分（58D，58C）的相应的芯部主体部分（92D，92C）的相应的接合端部（94D，94C）阻截所述通道（86）的两个相对开口（86A，96B）。

11.根据权利要求9所述的方法，其中，在所述步骤b3’结束时，所述第一芯部部分和所述第二芯部部分（58A，58B）的相应的芯部主体部分（92A，92B）的相应的接合端部（94A，94B）大致横向于所述芯部（58）的跨度方向延伸。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的方法，其中，在所述步骤b2’中形成的所述芯部（58）的所述封闭腔（68；68A-68D）由在所述步骤b1’中制造的所述第一芯部部分和所述第二芯部部分（58A，58B；58D，58C）的两个相应的开放腔（98A，98B；98D，98C）共同形成，所述两个开放腔（98A，98B；98D，98C）各自在对应的接合端部（94A，94B；94D，94C）中开口。

13.根据权利要求8至11中任一项所述的方法，其中，在所述步骤b1’中制造的所述芯部部分中的两个芯部部分（58A，58B）各自包括或形成所述芯部（58）的对应的端部部分（96A，96B），所述端部部分具有直到所述芯部（58）的对应的端部（90A，90B）的张开形状。

14.根据权利要求6至11中任一项所述的方法，其中，所述步骤A包括通过三维编织、通过将纬线（87A）编织穿过被布置在多个层中的经线（87B）的簇，以及通过在两层经线之间实现部分非互连结构来制造所述纤维预制件（80），使得所述部分非互连结构形成将所述纤维预制件（80）的所述两个部分（82，84）分开的所述通道（86）。