RU2634657C2 - Способ повышения жесткости металлической усиливающей детали и металическая усиливающая деталь турбомашины - Google Patents

Способ повышения жесткости металлической усиливающей детали и металическая усиливающая деталь турбомашины Download PDF

Info

Publication number
RU2634657C2
RU2634657C2 RU2013157920A RU2013157920A RU2634657C2 RU 2634657 C2 RU2634657 C2 RU 2634657C2 RU 2013157920 A RU2013157920 A RU 2013157920A RU 2013157920 A RU2013157920 A RU 2013157920A RU 2634657 C2 RU2634657 C2 RU 2634657C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
reinforcing
metal
sheets
metal reinforcing
fibers
Prior art date
Application number
RU2013157920A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2013157920A (ru
Inventor
Жилль Шарль Казимир КЛЕЙН
Жан-Мишель Патрик Морис ФРАНШЕ
Доминик МАНЬОДЕКС
Жильбер Мишель Марен ЛЕКОНТ
Original Assignee
Снекма
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Снекма filed Critical Снекма
Publication of RU2013157920A publication Critical patent/RU2013157920A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2634657C2 publication Critical patent/RU2634657C2/ru

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12—Blades
    • F01D5/14—Form or construction
    • F01D5/147—Construction, i.e. structural features, e.g. of weight-saving hollow blades
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/02—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating by means of a press ; Diffusion bonding
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12—Blades
    • F01D5/28—Selecting particular materials; Particular measures relating thereto; Measures against erosion or corrosion
    • F01D5/282—Selecting composite materials, e.g. blades with reinforcing filaments
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/02—Selection of particular materials
    • F04D29/023—Selection of particular materials especially adapted for elastic fluid pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/32—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
    • F04D29/321—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps for axial flow compressors
    • F04D29/324—Blades
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/52—Casings; Connections of working fluid for axial pumps
    • F04D29/54—Fluid-guiding means, e.g. diffusers
    • F04D29/541—Specially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/542—Bladed diffusers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/001—Turbines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/48—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor using adhesives, i.e. using supplementary joining material; solvent bonding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/72—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the structure of the material of the parts to be joined
    • B29C66/721—Fibre-reinforced materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/74—Joining plastics material to non-plastics material
    • B29C66/742—Joining plastics material to non-plastics material to metals or their alloys
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/08—Blades for rotors, stators, fans, turbines or the like, e.g. screw propellers
    • B29L2031/082—Blades, e.g. for helicopters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2240/00—Components
    • F05D2240/20—Rotors
    • F05D2240/30—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor
    • F05D2240/303—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor related to the leading edge of a rotor blade
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2300/00—Materials; Properties thereof
    • F05D2300/10—Metals, alloys or intermetallic compounds
    • F05D2300/17—Alloys
    • F05D2300/174—Titanium alloys, e.g. TiAl
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2300/00—Materials; Properties thereof
    • F05D2300/20—Oxide or non-oxide ceramics
    • F05D2300/22—Non-oxide ceramics
    • F05D2300/226—Carbides
    • F05D2300/2261—Carbides of silicon
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2300/00—Materials; Properties thereof
    • F05D2300/60—Properties or characteristics given to material by treatment or manufacturing
    • F05D2300/603—Composites; e.g. fibre-reinforced
    • F05D2300/6032—Metal matrix composites [MMC]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2300/00—Materials; Properties thereof
    • F05D2300/60—Properties or characteristics given to material by treatment or manufacturing
    • F05D2300/614—Fibres or filaments
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2300/00—Materials; Properties thereof
    • F05D2300/70—Treatment or modification of materials
    • F05D2300/702—Reinforcement
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49316—Impeller making
    • Y10T29/49336—Blade making
    • Y10T29/49337—Composite blade

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
  • Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

Металлическая усиливающая деталь турбомашины для установки на переднюю кромку или заднюю кромку композитной лопатки турбомашины, такой как лопатка вентилятора турбореактивного или турбовинтового двигателя самолета, содержит усилительные средства, расположенные на сердцевине металлической усиливающей детали в полостях соединительных поверхностей двух металлических усилительных листов. Усилительные средства содержат пучок усилительных волокон, помещенный в оболочку удлиненной формы для удержания и защиты волокон. При изготовлении металлической усиливающей детали формируют первый и второй металлические усилительные листы, каждый из которых содержит первую часть, соответствующую первой массивной части металлической усиливающей детали, и вторую часть, соответствующую губке металлической усиливающей детали, причем указанная первая часть содержит соединительную поверхность. Выполняют полость в каждой соединительной поверхности первого и второго листов металлической усиливающей детали. Укладывают в полость усилительные средства, выполненные в виде пучка усилительных волокон, помещенного в оболочку удлиненной формы для удержания и защиты волокон. Соединяют первый и второй листы диффузионной сваркой. Группа изобретений позволяет повысить прочность металлической усиливающей детали турбомашины без существенного увеличения ее веса. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 8 ил.

Description

Настоящее изобретение касается способа повышения жесткости металлической усиливающей детали турбомашины, выполненной соединением двух частей, например, диффузионной сваркой. Для уменьшения веса и стоимости лопаток вентилятора турбомашины последние обычно выполняют из композитного материала. Лопатки вентилятора должны противостоять напряжениям и значительным ударам, вызываемым скоростью их вращения и столкновениями с частицами или посторонними телами, способными проникнуть в поток воздуха. Для этого композитные лопатки защищены на уровне их передних и/или задних кромок металлическими усиливающими деталями, приклеенными на лопасти лопаток.
Документ ЕР 1574270-А1, принадлежащий Заявителю, описывает способ изготовления усиливающих деталей диффузионной сваркой и суперпластическим формованием SPF/DB (Super Plasting Forming/Diffusion Bonding), включающий операции:
- сварки двух листов между собой диффузионной сваркой для получения заготовки, при этом часть листов покрыта антидиффузионным составом для исключения сварки в определенных зонах;
- изгиба и скручивания заготовки,
- надувания заготовки для ее суперпластического формирования,
- разрезания заготовки для получения усиления.
Этот способ не позволяет точно контролировать внутреннюю форму полости усиления. В частности, зоны соединения листов образуют зоны концентрации напряжений и инициирования разрыва, разрушающего усиление.
Существует необходимость улучшения механической прочности усиливающей детали для защиты лопаток из композитного материала от попадания внутрь тяжелых посторонних предметов, таких как птицы, без значительного увеличения массы усиливающей детали.
Задачей изобретения является, в частности, простое, эффективное и экономичное решение этой проблемы.
Для решения задачи предлагается способ повышения жесткости металлической усиливающей детали, предназначенной для установки на передней или задней кромке композитной лопатки вентилятора турбореактивного или турбовинтового двигателя самолета, выполненной соединением двух частей, включающий следующие операции:
- выполняют по меньшей мере одну полость в каждой из соединительных поверхностей двух частей детали,
- укладывают по меньшей мере частично усилительные средства удлиненной формы в упомянутой полости,
- соединяют два металлических усилительных листа детали диффузионной сваркой.
Установка усилительных средств в детали позволяет улучшить ее механические характеристики без значительного увеличения ее массы. Предпочтительно усилительные средства содержат, по меньшей мере, пучок усилительных волокон, окруженных оболочкой для удержания и защиты волокон.
Оболочка позволяет удержать волокна в нужном положении полости и исключить их разрыв при соединении двух частей.
В соответствии с характеристикой изобретения волокна являются керамическими, например, из карбида кремния.
Оболочка и детали могут быть металлическими, например, из сплава на основе титана, а волокна могут быть покрыты металлическим материалом, например сплавом на основе титана.
Предпочтительно покрытие волокон, оболочки и двух деталей выполнено из одного материала, а обе детали соединены диффузионной сваркой таким образом, что после диффузии деталь представляет собой гомогенную металлическую основу, в которую вставлены усилительные волокна.
В соответствии с вариантом осуществления изобретения оболочка выполнена путем тканья волокон, которые имеют ту же природу, что и волокна усиления либо иную природу.
Перед установкой в упомянутую полость одной из частей средства усиления могут быть отформованы для принятия формы этой полости. Это облегчает установку на место средств усиления в полости перед соединением частей.
Для облегчения установки пучка волокон в оболочку сечение пучка волокон может быть меньше или равно 95% сечения оболочки. Изобретение может использоваться для других деталей турбомашины, таких как, например, кожухи с усиленными зонами.
Изобретение касается, кроме того, металлической усиливающей детали турбомашины, полученной вышеуказанным способом, причем указанная металлическая усиливающая деталь содержит усилительные средства, расположенные на сердцевине детали в полостях соединительных поверхностей двух металлических усилительных листов детали. В дальнейшем изобретение поясняется нижеследующим описанием, не являющимся ограничительным, со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых:
- фиг. 1 изображает вид в изометрии части усиливающей детали, устанавливаемой на передней кромки или задней кромки лопатки турбомашины, выполненной соединением двух листов по известному уровню техники;
- фиг. 2-4 схематично изображают виды части усилительных средств в соответствии с тремя вариантами осуществления изобретения,
- фиг. 5 изображает вид в изометрии части одного из листов по изобретению перед установкой усилительных средств,
- фиг. 6 изображает вид, соответствующий фиг. 5, после установки усилительных средств,
- фиг. 7 изображает вид в изометрии части одного из листов, в которую вставлены усилительные средства,
- фиг. 8 схематично изображает вид листа, в который вставлены усилительные средства.
Фиг. 1 изображает металлическую усиливающую деталь 1 из известного уровня техники, выполненную путем соединения двух листов 2, 3. Усиливающая деталь 1 предназначена для установки на передней кромке или на задней кромке композитной лопатки вентилятора турбореактивного двигатель или турбовинтового двигателя самолета. Усиливающая деталь 1 имеет профилированную форму и содержит спереди массивную часть 4, продолженную двумя губками 5, предназначенными для наложения и приклеивания соответственно на внутреннюю поверхность и спинку лопатки вентилятора из композитного материала. Лопатки вентилятора из композитного материала выполнены обычным способом типа RTM ("Resin Transfer Moulding").
Каждый усилительный лист 1 содержит соединительную поверхность 6, предназначенную для наложения на поверхность идентичного соединения другого листа в процессе их соединения. Когда оба металлических усилительных листа 2, 3 выполнены из одного материала, например из сплава титана, и соединены между собой диффузионной сваркой, материал одного из листов может диффундировать в другой лист, и наоборот, таким образом, что плоскость соединения двух листов после соединения невидима или мало заметна.
Хотя только малая часть усиления 1 представлена на фиг. 1, усиливающая деталь простирается по всей длине лопатки (которая обычно составляет от 0,5 до 1 метра) и принимает форму профиля последней. Хотя такая лопатка может быть изогнута и скручена, усиливающая деталь 1 должна совмещаться с передней кромкой или задней кромкой соответствующей лопатки.
Изобретение направлено на улучшение механических характеристик усиливающей детали 1.
Для этого полости 7 выполнены, например, механической обработкой или штамповкой в поверхностях соединения 6 листов 2, 3 усиливающей детали на большей части длины листов 2, 3 (см. фиг. 5-7). Эти полости 7 выполнены в зонах, предназначенных для образования после соединения массивной части 4 усиливающей детали 1.
Одна или несколько полостей 7 могут быть выполнены в каждой из соединительных поверхностей металлических усилительных листов 2, 3 усиливающей детали, при этом полости 7 расположены напротив одни других после соединения упомянутых металлических усилительных листов 2, 3.
Усиливающая деталь 1 дополнительно содержит одну или несколько оболочек 8, внутрь которых вставлены один или несколько пучков волокон 9, при этом система предназначена для того, чтобы принимать форму одной или нескольких полостей 7 перед введением в одну или несколько полостей 7 металлических усилительных листов 2, 3 усиливающей детали.
На фиг. 5-6 части усиливающей детали, выполненные в виде металлических усилительных листов 2, 3, являются, по существу, плоскими. Эти металлические усилительные листы 2, 3 включают изогнутые зоны или части, изображенные на фиг. 7 и 8. Сечение оболочки 8 может быть, например, кольцевым (фиг. 2) или овальным (фиг. 3), при этом внутренний диаметр оболочки 8 составляет от 3 до 12 мм.
Волокна 9, оболочка 8 и полости 7 простираются вдоль усиливающей детали 1 по длине, составляющей от 0,5 до 1 м.
Волокна 9 выполнены из керамики, например карбида кремния (SiC), и покрыты сплавом на основе титана, например, способом нанесения покрытия, известным, в частности, из документа WO-A1-2010/136687. Оболочка 8 и металлические усилительные листы 2, 3 усиливающей детали также выполнены из сплава на основе титана. Эти элементы, например, изготовлены из TA6V, Т40 или TA3V2.5.
В качестве варианта, оболочка 8 выполнена тканьем волокон 10 той же природы, что и волокна усиления 9 или иной природы. Волокна 10, служащие для тканья оболочки 8, выполнены из сплава на основе титана или из карбида кремния.
Сечение пучка волокон 9 выбирают меньшим или равным 95% сечения оболочки 8, так чтобы пучок мог быть легко вставлен внутрь оболочки 8 .
По мере размещения одной или нескольких оболочек в одной или нескольких соответствующих полостях 7 одного 3 из металлических усилительных листов 2, 3 усиливающей детали волокна удерживаются в оболочке 8, причем оба металлических усилительных листа 2, 3 могут быть соединены между собой их соединительными плоскостями 6. Оболочки 8, таким образом, вставляются в полости 7 другого листа 7. Целостность волокон 9 сохраняется оболочками 8, которые их защищают и удерживают в процессе соединения.
При этом соединении оба металлических усилительных листа 2, 3 усиливающей детали свариваются между собой диффузионной сваркой, при этом соединение может быть также выполнено изостатическим прессованием в горячем состоянии вокруг сердечника. Эти способы известны из предшествующего уровня техники и в данном случае не рассматриваются. В частности, в документе ЕР 1574270, принадлежащем Заявителю, описан способ изготовления усиливающей детали, включающий операцию диффузионной сварки.
В процессе диффузионной сварки титан, имеющийся в покрытии волокон 9, в одной или нескольких оболочках 8 и в металлических усилительных листах 2, 3 усиливающей детали, диффундирует из одного элемента в другой таким образом, что после диффузии усиливающая деталь 1 содержит гомогенную металлическую основу, в которую вставлены волокна 9. Это придает усилению 1 механические свойства, повышенные примерно на 50% по сравнению с механическими свойствами усиливающей детали из известного уровня техники.

Claims (15)

1. Способ изготовления металлической усиливающей детали (1), предназначенной для установки на передней или задней кромке композитной лопатки вентилятора турбореактивного или турбовинтового двигателя самолета, причем металлическая усиливающая деталь содержит массивную часть, продолженную первой и второй губками, предназначенными для наложения соответственно на корыто лопатки и спинку лопатки, включающий следующие операции:
- формируют первый и второй металлические усилительные листы, каждый из которых содержит первую часть, соответствующую первой массивной части металлической усиливающей детали, и вторую часть, соответствующую губке металлической усиливающей детали, причем указанная первая часть содержит соединительную поверхность;
- выполняют по меньшей мере одну полость (7) в каждой соединительной поверхности первого и второго листов металлической усиливающей детали,
- укладывают по меньшей мере частично усилительные средства в упомянутую полость (7), причем усилительные средства выполнены в виде по меньшей мере одного пучка усилительных волокон, помещенного в оболочку удлиненной формы для удержания и защиты волокон,
- соединяют первый и второй листы таким образом, чтобы соединительные поверхности первого и второго листов примыкали друг к другу;
- соединяют первый и второй листы диффузионной сваркой для формирования металлической усиливающей детали.
2. Способ по п. 1, в котором усилительные волокна (9) являются керамическими.
3. Способ по п.1, в котором первый и второй металлические усилительные листы (2, 3) металлической усиливающей детали выполнены из сплава на основе титана.
4. Способ по п. 1, в котором усилительные волокна (9) покрыты металлическим материалом.
5. Способ по п. 4, в котором покрытие усилительных волокон (9) и первого и второго металлических усилительных листов (2, 3) металлической усиливающей детали выполняют из одного металлического материала, при этом первый и второй металлические усилительные листы (2, 3) детали соединяют диффузионной сваркой таким образом, что после диффузии деталь (1) содержит гомогенную металлическую основу, в которую вставлены усилительные волокна (9).
6. Способ по п.1, в котором оболочку (8) выполняют тканьем волокон (10).
7. Способ по п.1, в котором перед введением в полость (7) одного из металлических усилительных листов металлической усиливающей детали пучок усилительных волокон средства усиления (8, 9) выполняют с возможностью принимать форму полости (7).
8. Способ по п.1, в котором площадь поперечного сечения пучка усилительных волокон (9) меньше или равна 95% площади сечения оболочки.
9. Способ по п.2, в котором усилительные волокна выполнены из карбида кремния.
10. Металлическая усиливающая деталь (1) турбомашины, предназначенная для установки на переднюю кромку или заднюю кромку композитной лопатки турбомашины, такой как лопатка вентилятора турбореактивного или турбовинтового двигателя самолета, полученная способом по п. 1, содержащая усилительные средства (8, 9), расположенные на сердцевине металлической усиливающей детали (1) в полостях соединительных поверхностей (6) двух металлических усилительных листов (2, 3) металлической усиливающей детали (1), причем усилительные средства содержат по меньшей мере один пучок усилительных волокон, помещенный в оболочку удлиненной формы для удержания и защиты волокон.
RU2013157920A 2011-05-27 2012-05-23 Способ повышения жесткости металлической усиливающей детали и металическая усиливающая деталь турбомашины RU2634657C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1154676 2011-05-27
FR1154676A FR2975734B1 (fr) 2011-05-27 2011-05-27 Procede de renforcement d'une piece mecanique de turbomachine
PCT/FR2012/051162 WO2012164205A1 (fr) 2011-05-27 2012-05-23 Procédé de renforcement d'une pièce mécanique

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013157920A RU2013157920A (ru) 2015-07-10
RU2634657C2 true RU2634657C2 (ru) 2017-11-02

Family

ID=46420366

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013157920A RU2634657C2 (ru) 2011-05-27 2012-05-23 Способ повышения жесткости металлической усиливающей детали и металическая усиливающая деталь турбомашины

Country Status (8)

Country Link
US (1) US9482102B2 (ru)
EP (1) EP2715145B1 (ru)
CN (1) CN103562556B (ru)
BR (1) BR112013029748B1 (ru)
CA (1) CA2837040C (ru)
FR (1) FR2975734B1 (ru)
RU (1) RU2634657C2 (ru)
WO (1) WO2012164205A1 (ru)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2989991B1 (fr) * 2012-04-30 2016-01-08 Snecma Renfort structurel metallique d'aube de turbomachine
FR3011875B1 (fr) * 2013-10-11 2018-04-20 Snecma Aube de turbomachine a profil asymetrique
FR3026033B1 (fr) * 2014-09-19 2017-03-24 Snecma Procede de fabrication de bouclier de bord d'attaque
FR3035676B1 (fr) * 2015-04-29 2017-05-12 Snecma Aube munie de plateformes possedant un raidisseur
US10815795B2 (en) * 2018-12-20 2020-10-27 General Electric Company Pre-tension and retention structure for composite fan blade
CN113757036B (zh) * 2021-08-31 2023-02-28 株洲时代新材料科技股份有限公司 一种改进后缘结构的风电叶片及其制作方法
FR3128895B1 (fr) * 2021-11-10 2024-04-26 Safran Procédé de fabrication d’un dispositif de protection métallique du bord d’attaque d’une aube intégrant un système de dégivrage et dispositif de protection obtenu par ce procédé

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3419952A (en) * 1966-09-12 1969-01-07 Gen Electric Method for making composite material
SU823604A1 (ru) * 1979-07-10 1981-04-23 Предприятие П/Я Р-6585 Лопатка турбомашины
US4919594A (en) * 1987-05-15 1990-04-24 Allied-Signal Inc. Composite member, unitary rotor member including same, and method of making
US20050278950A1 (en) * 2004-03-08 2005-12-22 Snecma Moteurs Process for manufacturing a reinforcing leading or trailing edge for a fan blade
US7516548B2 (en) * 2003-11-20 2009-04-14 Rolls-Royce Plc Method of manufacturing a fibre reinforced metal matrix composite article

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1051992A (fr) 1952-03-03 1954-01-20 Mécanisme de commande de la barre faucheuse sur tracteurs de voirie
FR1150532A (fr) 1956-05-09 1958-01-15 Bernard Heuchel Ets Perfectionnements aux navettes de métiers à tisser
GB1040825A (en) 1965-04-20 1966-09-01 Rolls Royce Improvements in rotor blades and/or stator blades for gas turbine engines
US3649425A (en) * 1970-03-18 1972-03-14 Trw Inc Arcuate shaped composites of refractory tapes embedded in a metal matrix
US3762835A (en) * 1971-07-02 1973-10-02 Gen Electric Foreign object damage protection for compressor blades and other structures and related methods
US4108572A (en) * 1976-12-23 1978-08-22 United Technologies Corporation Composite rotor blade
GB2039526B (en) * 1978-12-14 1983-08-10 British Aerospace Electroplating on rubber or rubber-like materials
US6050047A (en) * 1996-04-12 2000-04-18 Borden Chemical, Inc. Reinforced composite wooden structural member and associated method
US7435056B2 (en) * 2006-02-28 2008-10-14 Honeywell International Inc. Leading edge erosion protection for composite stator vanes
US7753653B2 (en) * 2007-01-12 2010-07-13 General Electric Company Composite inlet guide vane
US7736130B2 (en) * 2007-07-23 2010-06-15 General Electric Company Airfoil and method for protecting airfoil leading edge
FR2925118B1 (fr) * 2007-12-14 2009-12-25 Snecma Panneau de support d'abradable dans une turbomachine
FR2945823B1 (fr) 2009-05-25 2011-10-14 Snecma Procede et dispositif d'enduction metallique par voie liquide de fibres en materiau ceramique
US8858182B2 (en) * 2011-06-28 2014-10-14 United Technologies Corporation Fan blade with sheath

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3419952A (en) * 1966-09-12 1969-01-07 Gen Electric Method for making composite material
SU823604A1 (ru) * 1979-07-10 1981-04-23 Предприятие П/Я Р-6585 Лопатка турбомашины
US4919594A (en) * 1987-05-15 1990-04-24 Allied-Signal Inc. Composite member, unitary rotor member including same, and method of making
US7516548B2 (en) * 2003-11-20 2009-04-14 Rolls-Royce Plc Method of manufacturing a fibre reinforced metal matrix composite article
US20050278950A1 (en) * 2004-03-08 2005-12-22 Snecma Moteurs Process for manufacturing a reinforcing leading or trailing edge for a fan blade

Also Published As

Publication number Publication date
EP2715145A1 (fr) 2014-04-09
BR112013029748B1 (pt) 2021-05-11
BR112013029748A2 (pt) 2017-01-17
EP2715145B1 (fr) 2019-07-31
CN103562556A (zh) 2014-02-05
FR2975734B1 (fr) 2013-05-31
CA2837040C (fr) 2019-02-12
US9482102B2 (en) 2016-11-01
RU2013157920A (ru) 2015-07-10
US20140086753A1 (en) 2014-03-27
FR2975734A1 (fr) 2012-11-30
CN103562556B (zh) 2016-08-24
WO2012164205A8 (fr) 2013-03-07
WO2012164205A1 (fr) 2012-12-06
CA2837040A1 (fr) 2012-12-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2634657C2 (ru) Способ повышения жесткости металлической усиливающей детали и металическая усиливающая деталь турбомашины
RU2631218C2 (ru) Способ изготовления металлического элемента усиления лопатки турбомашины
US20100189562A1 (en) Composite material turbomachine blade with a reinforced root
US8083489B2 (en) Hybrid structure fan blade
RU2566696C2 (ru) Способ изготовления массивной детали
RU2570254C2 (ru) Способ изготовления металлической части, такой как усиление лопатки турбинного двигателя
US5887332A (en) Hybrid component with high strength/mass ratio and method of manufacturing said component
RU2585147C2 (ru) Способ изготовления металлического элемента усиления
RU2555274C1 (ru) Способ изготовления полой вентиляторной лопатки
US20130039774A1 (en) Hybrid structure airfoil
US20130294891A1 (en) Method for the generative production of a component with an integrated damping element for a turbomachine, and a component produced in a generative manner with an integrated damping element for a turbomachine
JP2016180406A (ja) 部品を加工する方法およびその方法によって得られた複合稠密部品
US20170009600A1 (en) Manufacturing of single or multiple panels
JP2013522059A (ja) 複合材料から作製された前縁を保護する金属インサートを作り出すための方法
GB2440345A (en) Integrally bladed rotor having blades made of metallic and non-metallic materials
JP6616406B2 (ja) 前縁シールドの製造方法
CN107035413B (zh) 带有能量吸收边缘防护物的翼型件
US9238282B2 (en) Method for manufacturing a metal part
CA2806398C (en) Interlaminar stress reducing configuration for composite turbine components
FR3129975A1 (fr) Aube composite a bouclier integre et procede de fabrication

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner