CN115210452B - 用于制造飞行器涡轮发动机的风扇的复合平台的方法 - Google Patents

用于制造飞行器涡轮发动机的风扇的复合平台的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于制造飞行器涡轮发动机的风扇的复合平台(30)的方法，其中，所述平台包括细长形壁(32)，并且被配置为在两个风扇扇叶(3)之间延伸，所述壁包括空气动力学外表面(32a)和内表面(32b)，在内表面上设置有紧固凸耳(34)，所述紧固凸耳被配置为固定到风扇圆盘(2)。本发明的特征在于，该方法包括以下步骤：a)准备预浸渍有树脂的织物或片材，b)将织物或片材沉积在模具中，c)将金属增强件(36)定位在模具中的织物或片材上，该增强件与所述紧固凸耳一体形成，d)将织物或片材沉积在增强件的一部分上，以及e)关闭并且加热模具，以固化由织物或片材以及增强件形成的组件。

Description

用于制造飞行器涡轮发动机的风扇的复合平台的方法
技术领域
本发明涉及一种用于制造飞行器涡轮发动机的风扇的复合平台的方法。
背景技术
背景技术特别是包括文献EP-A3-1013886，US-A1-5193982，US-A1-2017/022824，EP-A1-2837774，US-A1-2017/101876和EP-A1-3536909。
参照图1，图1示出了飞行器涡轮发动机的风扇转子1的部分横截面图，根据现有技术中已知的是，风扇转子1具有旋转轴线并且包括风扇壳体、风扇圆盘2、风扇扇叶3或叶片，风扇扇叶3或叶片包括作为保持装置的根部，所述根部套设在所述圆盘2的周边的齿槽中。每个扇叶3包括拱腹、拱背、前缘3a和后缘3b。
风扇转子1包括平台4b，平台4b插入风扇扇叶3之间并且附接到圆盘2的周边。每个平台4b包括空气动力学外表面4c，该空气动力学外表面4c沿着所述轴线大致从扇叶3的前缘3a延伸到扇叶3的后缘3b，该平台4b安装在这些扇叶3之间。
最后，转子1包括上游锥体13、上游护罩14和下游护罩15，两个护罩14、15固定到风扇圆盘2上。
这种风扇转子尤其在文献EP-A1-1970537中是已知的。
每个平台必须提供空气动力学功能，空气动力学功能是所述平台的主要功能并且是对空气流动管道的定义。
此外，每个平台必须满足所有的运行条件，即确保整个工作包线的性能，例如，飞行器的飞行，确保安全要求，并且确保转子可作为发动机的一部分用于商业用途。
就安全而言，每个平台必须能够通过压碎其侧边而吸收大量的能量，所述侧边沿着叶片的拱腹以及相邻叶片的拱背延伸。
实现由复合材料制成的风扇叶片是已知的，与金属合金相比，由于复合材料的机械性能和质量增益，复合材料在航空领域中的应用特别有吸引力。
平台通常由金属合金制成。然而，由于金属-复合材料之间的接触导致叶片磨损和弱化的风险太高，因此，不能设想使用具有复合材料叶片的金属平台。
因此，已经提出使用复合材料制造风扇平台。然而，目前已知的技术并不能完全令人满意，特别是因为制造方法冗长而且复杂，并且涉及相当大的生产成本。
本发明提出以一种简单、有效并且经济的方式来解决这些问题中的至少一些问题。
发明内容
本发明涉及一种用于制造飞行器涡轮发动机风扇的复合平台的方法，所述平台包括细长形状的壁，并且所述壁被配置为在两个风扇叶片之间延伸，所述壁包括空气动力学外表面和内表面，在所述内表面上设置有附接凸耳，所述附接凸耳被配置为附接到风扇圆盘，
其特征在于，所述方法包括以下步骤：
a)准备预浸渍有树脂的织物或片材，
b)将所述织物或片材沉积在模具中，
c)将金属框架定位在所述模具中的所述织物或片材上，所述框架与所述附接凸耳形成单件，
d)将所述织物或片材沉积在所述框架的一部分上，以及
e)关闭并且加热所述模具，以固化由所述织物或片材以及所述框架形成的组件
根据本发明的平台被设计为在增加其刚度和使用寿命的同时减小其质量。通过将具有预先浸渍的(织物或片)的框架设置在加热模具中，使得制造该平台相对简单。不存在特定的机械组装步骤，诸如螺栓连接，这简化了制造并且降低了制造部件的成本。
在本申请中，织物被定义为由编织纤维形成的扁平、柔性的元件。另一方面，片材是由非编织纤维形成的扁平而且柔性的元件。
根据本发明的所述平台可以包括以下彼此独立或相互组合使用的特征中的一个或多个：
-所述框架包括板状件，所述板状件连接到所述附接凸耳，并且所述板状件被布置在两个织物或片材之间或者织物或片材的两个叠层之间；
-所述板状件被布置成远离所述壁的上游端部和下游端部；
-所述壁包括至少一个弯曲的侧边缘，所述板状件包括至少一个相对于所述壁的所述侧边缘向后设置的侧边缘，
-所述壁包括凹面弯曲的侧边缘和凸面弯曲的相对的侧边缘，所述板状件包括相对于所述壁的所述侧边缘向后设置的两个侧边缘；
-所述框架至少部分地涂覆有粘结底漆和/或所述壁的所述外表面至少部分地涂覆有阻尼层；
-所述树脂选自以下材料及其混合物：聚芳醚酮、聚醚酰亚胺、半芳香聚酰胺和聚酰胺；
-加强件从所述壁的所述内表面突出并且由树脂制成。
本发明还涉及一种用于飞行器涡轮发动机风扇的复合平台，所述平台通过如上所述的方法制造，所述平台不具有用于将所述框架附接到预制件和所述平台上的机械元件，并且所述外表面不具有用于安装所述元件的孔口。
本发明还涉及一种飞行器涡轮发动机，其特征在于，所述飞行器涡轮发动机包括风扇，所述风扇包括承载叶片的圆盘以及如上所述的平台。
附图说明
通过以下详细描述和附图，本发明的其他特征、目的和优点将变得很明显，所述附图作为非限制性示例给出，并且在附图中：
[图1]图1是根据现有技术的风扇转子的示意性轴向截面图，
[图2]图2是图1中风扇转子的示意性透视图，
[图3]图3是复合平台的从上方或从外部所视的并且不属于本发明一部分的示意性透视图，
[图4]图4是沿图3的IV-IV线的示意性横截面图，
[图5]图5是图3中的平台的从下方或从内部所视的另一示意性透视图，
[图6]图6是根据本发明的一实施例的复合平台的示意性透视图，
[图7]图7是沿图6的VII-VII线的示意性横截面图，以及
[图8]图8是沿图6的VIII-VIII线的示意性横截面图。
具体实施方式
以上已经对图1进行了描述，图2示出了图1中的风扇转子1的一部分的透视图。图1和图2示出了现有技术。
转子1被安装为围绕旋转轴线旋转，并且转子1包括风扇圆盘2和风扇扇叶3，风扇扇叶3包括套设在圆盘2的周边的齿槽中的根部，在图2中只有其中的一个扇叶3可见。每个扇叶3包括拱腹、拱背、前缘3a和后缘3b。
圆盘2的周边有利地通过设置齿状件16而呈现锯齿状，所述齿状件有利地具有梯形横截面并且在圆盘2上相对于转子1的旋转轴线轴向地延伸。至少一个楔形件17设置在上游侧，设置在两个相邻的齿状件16之间，所述两个相邻的齿状件16形成用于容纳扇叶3的根部的齿槽，该楔形件17用于将扇叶的根部轴向地阻挡在其相应的齿槽中。
平台4插入在风扇扇叶3之间并且附接到圆盘2的周边。因此，每个平台4可以插入在两个连续的风扇扇叶3之间。
每个平台4包括内表面4b(或相对于所述轴线径向地内部)和空气动力学外表面4a。这些表面4a、4b沿着所述轴线大致从两个扇叶3的前缘3a延伸到两个扇叶3的后缘3b，该平台4b安装在这两个扇叶3之间。
在平台的上游端(参照风扇和涡轮发动机中的气流)，每个平台4包括用于附接或挂钩到圆盘2的边沿5。在每个平台4的下游端定位有类似的边沿9。
每个平台4的内表面4b连接到圆盘2的凸缘8上的附接凸耳6。该凸耳6径向地向内延伸，并且在其径向内部的自由端部处包括用于螺钉7通过的孔口，该螺钉7用于将凸耳和平台4附接到凸缘8并且由此附接到圆盘2。
在图1和图2中可见的平台4由单件的金属合金制成，并且本发明提出了一种例如可以与同样由复合材料制成的风扇叶片一起使用的复合平台。
图3至图5描述了复合平台的一个不属于本发明一部分的示例性实施例。
图2至图5的复合平台20包括细长壁22，该细长壁22被配置为在两个风扇叶片之间延伸。
该壁22包括空气动力学外表面22a和内表面22b，在内表面22b上设置有与上述凸耳6类似的附接凸耳24。
该附接凸耳24由金属合金制成，并且包括连接到耳部24b的毂部24a，耳部24b刺穿有用于螺钉(类似于上述螺钉7)通过的孔口24c。
该毂部24a是平坦的，并且被施加到壁22的内表面22b上。
壁22由来自树脂的复合材料制成。壁22大致在其中间位置包括孔口，所述孔口与毂部24a中的孔口对准并且容纳用于将凸耳24附接到壁22上的螺钉26。每个螺钉26包括头部和螺纹杆，该头部优选地是沉头头部，该头部接合在壁的外表面22a的凹部中，在该螺纹杆上拧紧有支承在毂部24a上的螺母。
这种复合平台技术并不能完全令人满意，因为它有缺点。
-凸耳24在壁22上的定位要求高精度(因此成本高)，以便遵守空气动力学施加的几何约束。此外，为了保持管道的空气动力学几何形状，螺钉头部26必须被覆盖，这也由于通过增加覆盖步骤而产生额外的成本，其中，对该覆盖步骤的控制非常精巧而且很复杂。此外，螺钉头部覆盖有涂层的事实使得对其更难进行定位，所述定位用于最终拆卸凸耳和移除平台，例如以对其进行更换。
-每个平台20具有大约1千克的较大质量，例如，一个风扇转子例如包括18个平台20。
-壁22在螺钉26和毂部24a处的余量是必要的，以减小通过夹紧壁而产生的壁中的填隙力；这种夹紧也必须抵抗部件所受到的离心力：夹紧力必须大于填隙力和离心力的和(F夹紧>F填隙+F离心)。
由于螺钉26的沉头头部不能支撑与其头部对应设置的垫圈，因此夹紧力更加难以保持，这导致夹紧力分布不均，并且需要较小体积的材料。
-每个平台20在发动机工作期间由于离心力而产生的几何行为。最轻微的变形都会使风扇损失效率。类似地，使用具有沉头头部的螺钉26减少了由组件装载的材料的体积，并且显著地增加了特别是在螺钉头部处的局部约束。
最后两点产生了对螺钉进行非常受控的紧固(扭矩扳手)的需求，并且由此价格昂贵。
-对螺钉头部进行覆盖步骤后的耐久性。原则上，该部件应持续发动机的整个使用期限而不会退化。腐蚀加上局部约束，使人们对达到这一标准的可能性产生怀疑。
本发明使得能够解决这些问题中的至少一些问题，并且提出了一种平台，该平台的一实施例如图6至图8所示。
复合平台30包括被配置为在两个风扇叶片之间延伸的细长壁32。
该壁32包括空气动力学外表面32a和内表面32b，在内表面32b上设置有用于附接到风扇圆盘的凸耳34。
壁32还包括上游边缘32c、下游边缘32d、凹面弯曲侧边缘32e和凸面弯曲侧边缘32f。理解的是，凹面弯曲边缘32e沿着叶片的拱背从该叶片的前缘延伸至该叶片的后缘，并且凸面弯曲边缘32f沿着相邻叶片的拱腹从该相邻叶片的前缘延伸到该相邻叶片的后缘。在壁32的每个轴向端部处，在边缘32c、32d处，壁可以具有边沿或形成台阶部。这些端部用于与风扇转子的护罩(如以上结合图1所述的)配合。
附接凸耳34与金属框架36形成为单件，该金属框架36至少部分地集成到壁32中。该框架是金属的，因为该框架必须抵抗数吨的力。该壁32通过在模具中叠加预浸渍物而制成，框架36被布置在该模具中，从而不需要使用附接螺钉等。
框架36包括板状件38，该板状件38沿着壁32延伸并且连接到附接凸耳34。从图7可以看出，板状件38被布置成远离壁32的上游端部32c和下游端部32d。图8示出了该板状件38包括两个侧边缘38a、38b，所述两个侧边缘相对于壁32的侧边缘32e、32f向后设置。因此，壁32的边缘32e、32f由预浸渍物制成，并且不包括板状件的任何金属部分，这一点是特别重要的，因为这些边缘很可能与叶片发生接触，并且在叶片破裂的情况下可以被该叶片压碎。这些边缘的“易熔”功能实际上是这些平台的安全标准的一个重要标准。
框架36并且特别是板状件38可以至少部分地涂覆有粘结底漆或者进行表面处理，以提高框架上的预浸渍物的机械强度。
框架36可以由铝、钛或钢通过铸造、锻造、冲压和焊接、机加工、电侵蚀或增材制造等进行制造。
浸渍树脂32是热塑性或热固性的，并且例如选自以下材料及其混合物：聚芳醚酮、聚醚酰亚胺、半芳香聚酰胺和聚酰胺。
该平台30通过包括以下具体步骤的方法制造：
a)准备预浸渍有树脂的织物或片材，
b)将织物或片材沉积在模具中，
c)将框架34定位在模具中的织物或片材上，并且
d)将织物或片材沉积在框架的一部分上，特别是板状件38上，以及
e)关闭并且加热模具，以固化由织物或片材以及框架形成的组件。加热可以伴随着压缩，例如在模具或真空袋或囊状物等的压力下进行压缩。
如图7所示，壁32由预浸渍物40一体形成，预浸渍物40由此在壁32的整个范围内延伸。预浸渍物进一步延伸至从壁32的内表面32b突出的加强件42中。
壁32的外表面32a可以至少部分地涂覆有阻尼层(未示出)。该阻尼层(双材料包覆成型、涂漆、薄膜粘合等)可以有助于改变部件的固有频率或有助于整个风扇转子的动态处理。
本发明提供了多个优点：
-通过去除螺钉、螺母和垫圈，每个部件的重量估计节省10％至20％。通过对框架的优化设计(在受限制的位置进行加厚、挖掘/挖空框架的可能性、优化框架的形状和尺寸等)，可以将平台的质量减少到最小。
-在去除螺钉之后确保空气动力学表面32a随时间推移保持光滑而没有气流干扰，并且在由于框架和/或增强件和/或加强件而使部件整体加强之后更好地保持部件。
-零件价格的受益，在离开模具时可能不需要任何修整操作。由于集成了多种功能(加强件、易熔边缘等)，它不再是多个部件的组装，而是单个部件。
-简化的安装和制造。部件尺寸已完成，因此可以直接安装。部件的几何尺寸通过模具来确保。最终的几何形状是受控制的，因为金属框架在模具中的直接定位使得能够保证形状的可重复性。
-由于夹紧约束为零并且力通过金属框架传递，因此提高了部件的使用寿命。

Claims (10)

1.一种用于制造飞行器涡轮发动机风扇的复合平台(30)的方法，所述平台包括细长形状的壁(32)，并且所述壁被配置为在两个风扇叶片(3)之间延伸，所述壁包括空气动力学外表面(32a)和内表面(32b)，在所述内表面上设置有附接凸耳(34)，所述附接凸耳被配置为附接到风扇圆盘(2)，
其特征在于，所述方法包括以下步骤：
a)准备预浸渍有树脂的织物或片材，
b)将所述织物或片材沉积在模具中，
c)将金属框架(36)定位在所述模具中的所述织物或片材上，所述框架与所述附接凸耳形成单件，
d)将所述织物或片材沉积在所述框架的一部分上，以及
e)关闭并且加热所述模具，以固化由所述织物或片材以及所述框架形成的组件。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述框架(36)包括板状件(38)，所述板状件连接到所述附接凸耳(34)，并且所述板状件被布置在两个织物或片材之间或者织物或片材的两个叠层之间。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述板状件(38)被布置成远离所述壁(32)的上游端部和下游端部。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其中，所述壁(32)包括至少一个弯曲的侧边缘(32e，32f)，所述板状件(38)包括至少一个相对于所述壁的所述侧边缘向后设置的侧边缘(38a，38b)。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的方法，其中，所述壁(32)包括凹面弯曲的侧边缘(32e)和凸面弯曲的相对的侧边缘(32f)，所述板状件(38)包括相对于所述壁的所述侧边缘向后设置的两个侧边缘(38a，38b)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述框架(36)至少部分地涂覆有粘结底漆和/或所述壁(32)的所述外表面(32a)至少部分地涂覆有阻尼层。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述树脂选自以下材料及其混合物：聚芳醚酮、聚醚酰亚胺、半芳香聚酰胺和聚酰胺。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，加强件(42)从所述壁(32)的所述内表面(32b)突出并且由树脂制成。
9.一种用于飞行器涡轮发动机风扇的复合平台(30)，所述平台通过根据前述权利要求中任一项所述的方法制造，所述平台不具有用于将所述框架附接到预制件和所述平台上的机械元件，并且所述外表面不具有用于安装所述元件的孔口。
10.一种飞行器涡轮发动机，其特征在于，所述飞行器涡轮发动机包括风扇，所述风扇包括承载叶片(3)的圆盘(2)以及根据前一项权利要求所述的平台(30)。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5193982A (en) * 1991-07-17 1993-03-16 Societe Nationale D'etude Et De Construction De Moteurs D'aviation S.N.E.C.M.A. Separate inter-blade platform for a bladed rotor disk
EP1013886A2 (en) * 1998-12-24 2000-06-28 ROLLS-ROYCE plc Interblade filler platform
EP2837774A1 (en) * 2013-08-14 2015-02-18 Rolls-Royce plc Annulus filler and corresponding stage and gas turbine engine
CN109415947A (zh) * 2016-07-05 2019-03-01 赛峰飞机发动机公司 用于涡轮发动机风扇的插入平台及其制造方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0318937D0 (en) * 2003-08-13 2003-09-17 Rolls Royce Plc A method of manufacturing an article by diffusion bonding and superplastic forming
US7654125B2 (en) * 2007-02-06 2010-02-02 Gm Global Technology Operations, Inc. Metal forming apparatus
FR2913734B1 (fr) 2007-03-16 2009-05-01 Snecma Sa Soufflante de turbomachine
US7805839B2 (en) * 2007-12-31 2010-10-05 Turbine Engine Components Technologies Corporation Method of manufacturing a turbine fan blade
US9976426B2 (en) * 2015-07-21 2018-05-22 United Technologies Corporation Fan platform with stiffening feature
US10605117B2 (en) * 2015-10-08 2020-03-31 General Electric Company Fan platform for a gas turbine engine
US10781702B2 (en) * 2018-03-08 2020-09-22 Raytheon Technologies Corporation Fan spacer for a gas turbine engine
US10995632B2 (en) * 2019-03-11 2021-05-04 Raytheon Technologies Corporation Damped airfoil for a gas turbine engine
US11033993B2 (en) * 2019-03-20 2021-06-15 Raytheon Technologies Corporation Method of forming gas turbine engine components
US11236619B2 (en) * 2019-05-07 2022-02-01 Raytheon Technologies Corporation Multi-cover gas turbine engine component
US11370016B2 (en) * 2019-05-23 2022-06-28 Raytheon Technologies Corporation Assembly and method of forming gas turbine engine components
US11174737B2 (en) * 2019-06-12 2021-11-16 Raytheon Technologies Corporation Airfoil with cover for gas turbine engine
US11248477B2 (en) * 2019-08-02 2022-02-15 Raytheon Technologies Corporation Hybridized airfoil for a gas turbine engine
US11148221B2 (en) * 2019-08-29 2021-10-19 Raytheon Technologies Corporation Method of forming gas turbine engine components

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5193982A (en) * 1991-07-17 1993-03-16 Societe Nationale D'etude Et De Construction De Moteurs D'aviation S.N.E.C.M.A. Separate inter-blade platform for a bladed rotor disk
EP1013886A2 (en) * 1998-12-24 2000-06-28 ROLLS-ROYCE plc Interblade filler platform
EP2837774A1 (en) * 2013-08-14 2015-02-18 Rolls-Royce plc Annulus filler and corresponding stage and gas turbine engine
CN109415947A (zh) * 2016-07-05 2019-03-01 赛峰飞机发动机公司 用于涡轮发动机风扇的插入平台及其制造方法

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