本實用新型涉及航空發(fā)動機的風(fēng)扇葉片。

背景技術(shù)：

現(xiàn)代渦扇航空發(fā)動機正朝著大涵道比、大推力、低油耗、高安全可靠的方向不斷發(fā)展。發(fā)動機尺寸不斷增大，以鈦合金為代表的傳統(tǒng)金屬材料逐漸不能滿足現(xiàn)代高性能大涵道比渦扇發(fā)動機對強度和重量的需求。能否采用新材料在滿足性能的前提下降發(fā)動機的重量就成為影響航空發(fā)動機發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。

涵道比越大，風(fēng)扇外涵導(dǎo)流葉片尺寸相對越大，采用傳統(tǒng)的鈦合金，必然會增加葉片的重量，提高耗油率；而采用樹脂基復(fù)合材料，則提高了加工成本和工藝難度。

在大涵道比發(fā)動機中，外涵導(dǎo)流葉片需要具有支撐中介機匣的作用，導(dǎo)流葉片后無支板，在這種情況下，需要導(dǎo)流葉片具有較大的強度。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種鋁基復(fù)合材料葉片，其具有高強度、低密度并適合于傳統(tǒng)的加工手段。

一種鋁基復(fù)合材料葉片包括葉片本體，所述葉片本體包括一體成型的葉身、上緣板和下緣板，葉片本體的基體為鋁或鋁合金，增強物為TiB₂顆粒，所述TiB₂顆粒的粒徑在20～300nm之間。

進一步地，所述下緣板與所述葉片本體的軸線的夾角在15-30度之間。

進一步地，所述葉身具有尾緣，所述尾緣與所述葉片本體的軸線的夾角在10-30度之間。

進一步地，所述尾緣徑向高度在50-2000mm之間。

進一步地，所述葉身具有前緣，所述前緣的徑向高度在50-2000mm之間。

進一步地，所述TiB₂顆粒的形狀為六方體或長方體。

進一步地，所述上緣板的軸向長度是所述尾緣的所述徑向高度的0.1-0.5倍。

進一步地，所述下緣板的軸向長度是所述前緣的所述徑向高度的0.1-0.5倍。

進一步地，所述上緣板的厚度在20-150mm之間，所述下緣板的厚度在5-50mm之間。

進一步地，所述葉身具有翼型形狀的截面，葉身包括底部和葉尖，所述底部的翼型與所述葉尖的翼型的扭角在5度～90度之間，所述葉尖的軸向長度在50～300mm之間。

本實用新型的有益效果是：

采用鋁基復(fù)合材料開展民用航空發(fā)動機導(dǎo)流葉片設(shè)計，相較于鈦合金葉片，能夠有效降低導(dǎo)流葉片的重量，相較于樹脂基復(fù)合材料，可以采用傳統(tǒng)的加工手段，可實現(xiàn)航空發(fā)動機經(jīng)濟性的提升。

另外，根據(jù)發(fā)明人的初步測算，葉片耐冰雹、鳥撞等外物沖擊的能力提高，抗沖蝕能力提高了2倍，加工難度明顯降低，成本下降33％以上。

附圖說明

本實用新型的上述的以及其他的特征、性質(zhì)和優(yōu)勢將通過下面結(jié)合附圖和實施例的描述而變得更加明顯，其中：

圖1為本實用新型一實施例中鋁基復(fù)合材料葉片的示意圖。

圖2為圖1所示葉片的翼型示意圖。

圖3為圖1所示葉片的上、下緣板周向?qū)挾仁疽鈭D。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例和附圖對本實用新型作進一步說明，在以下的描述中闡述了更多的細節(jié)以便于充分理解本實用新型，但是本實用新型顯然能夠以多種不同于此描述的其它方式來實施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本實用新型內(nèi)涵的情況下根據(jù)實際應(yīng)用情況作類似推廣、演繹，因此不應(yīng)以此具體實施例的內(nèi)容限制本實用新型的保護范圍。

需要注意的是，這些以及后續(xù)其他的附圖均僅作為示例，其并非是按照等比例的條件繪制的，并且不應(yīng)該以此作為對本實用新型實際要求的保護范圍構(gòu)成限制。

如圖1所示，鋁基復(fù)合材料葉片包括葉片本體，葉片本體的基體為鋁或鋁合金，增強物為TiB₂顆粒，TiB₂顆粒的粒徑在20～300nm之間。在一實施例中，基體材料可以是鋁合金，整個葉片基體的組分質(zhì)量百分比是但不限于：Zn 5～10％，Mg 1～3％，Cu 2～4％，Cr 0.1～0.5％,TiB₂顆粒0.1～40％，余量為Al。

葉片本體包括一體成型的葉身1、上緣板2和下緣板3，葉身1具有前緣11和尾緣12。葉身為翼型形狀，如圖2示出葉身1的截面形狀。

在優(yōu)選的實施例中，TiB₂顆粒的尺寸在20～300nm之間，顆粒形狀為六方形或長方形，TiB₂顆粒彌散分布在基體中，這可以使得TiB₂顆粒與基體界面干凈，無界面反應(yīng)。

繼續(xù)參照圖1，前緣11的徑向高度H1在50-2000mm，尾緣12徑向高度H2在50-2000mm。上緣板2的軸向長度L2是0.1～0.5倍的H2,下緣板3的軸向長度L1是0.1～0.5倍的H。上緣板2的厚度H5是20～150mm，下緣板3的厚度是5～50mm。上緣板2通過螺栓與機匣連接。下緣板3與軸向的夾角是15～30度，這個角度有利于提高導(dǎo)葉根部流速，從而減小二次流動，葉身1的尾緣12與軸線的夾角是10～30度，這個角度有利于降低風(fēng)扇和導(dǎo)葉的轉(zhuǎn)靜噪聲。

從圖2所示的截面來看，葉身1的翼型形狀的截面的前、尾緣半徑在0.1～3mm之間。另外，葉身1的底部的翼型與葉尖的翼型的扭角在5°～90°之間，葉身1的底部和葉尖可以結(jié)合圖1所示的葉身1所處的狀態(tài)為參考，葉尖軸向長度L1在50～300mm之間。

如圖3所示，上緣板2的周向長度W1是0.01～0.2倍H1，下緣板3的周向長度W2是0.005～0.2倍H2。

另外，上、下緣板2、3和葉身1分別采用光滑曲面連接，光滑過渡圓角半徑為0.01～20mm。葉片整體在周向無彎曲。

本實用新型雖然以較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定本實用新型，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本實用新型的精神和范圍內(nèi)，都可以做出可能的變動和修改。因此，凡是未脫離本實用新型技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何修改、等同變化及修飾，均落入本實用新型權(quán)利要求所界定的保護范圍之內(nèi)。