• 2025-12-25 03:50

最大的复材风扇叶片

 CFRP叶片和风扇箱为双发飞机减重700千克。

 

在英国布里斯托尔的罗尔斯罗伊斯复合材料技术中心生产的复合材料风扇叶片。

 

劳斯莱斯(英国伦敦)已经开始制造世界上最大的风扇叶片,用于其UltraFan演示发动机,这将设定新的效率和可持续性标准。这一里程碑标志着演示发动机部件生产的正式开始。

 

艺术家对UltraFan的渲染图,其采用直径为140英寸的18个复合材料制成的风扇叶片。

碳纤维增强聚合物叶片

据报道,UltraFan发动机将设定新的效率和可持续性标准,与第一代Trent发动机相比,可减少25%的油耗和排放。其中一部分效率提升来自于UltraFan的复合材料风扇叶片和风扇箱,这使得双发动机飞机的重量减少了700公斤,相当于减少了七个带行李的人的重量。

 

作为一个组合,这些复合材料叶片的直径为140英寸,几乎与当前窄体客机的机身大小相同。它们是在公司位于英国布里斯托尔的技术中心制造的。

 

风扇叶片由500层Hexcel的(美国康涅狄格州斯坦福德)HexPly M91碳纤维增强、高韧性抗冲击环氧树脂预浸料制成。Hexcel提供分切胶带用于自动铺层。叶片经过热压罐固化、精密机械加工,然后涂覆涂层,再在前缘粘贴一层薄的钛箔,以防止侵蚀、异物和鸟击。复合钛(CTi)叶片使用计量和超声波测试进行检查和测量。

 

在罗尔斯罗伊斯复合材料技术中心使用GOM计量系统扫描复合材料风扇叶片。

布里斯托尔复合材料设施

布里斯托尔复合材料设施可追溯到2008年成立的复合材料技术与应用有限公司 (CTAL),这是罗尔斯罗伊斯和GKN航空航天 (雷迪奇,英国) 的合资企业。CTAL 将罗尔斯罗伊斯在先进发动机技术方面的专业知识与GKN航空航天在复合材料研究和自动化制造方面的能力结合在一起。英国政府从2008年开始资助罗尔斯罗伊斯的复合材料技术研究和开发,并于2012年在怀特岛建立了CTAL设施。罗尔斯罗伊斯在2015年宣布,将于2017年将CTAL的能力,包括设备和30-40名人员,从雷迪奇搬到布里斯托尔。

 

罗尔斯罗伊斯公司于2015年报告称,预生产复合材料设施将建在布里斯托尔工厂现有的建筑内,并且其新的碳纤维复合材料电气线束组件正在建设中。这两个设施都受益于与布里斯托尔国家复合材料中心(NCC)合作开发的制造技术,以及布里斯托尔大学罗尔斯罗伊斯大学技术中心进行的研究。

可持续发展策略的关键要素

 

罗尔斯罗伊斯碳纤维复合材料钛 (CTi) 风扇叶片用于先进的低压系统 (ALPS) 试验机。

 

复合材料叶片已经在先进的低压系统(ALPS)开发发动机上进行了广泛的测试,包括在罗尔斯罗伊斯飞行试验台上进行的飞行测试。ALPS是罗尔斯罗伊斯、Clean Sky、英国资助委员会(Innovate UK)、英国内阁 Office for Artificial Intelligence(BEIS)、ATI、ITP Aero和GKN之间的合作伙伴关系。为了实现UltraFan的技术开发组合由ATI、英国资助委员会(Innovate UK)、LuFo和Clean Sky 2支持。

 

UltraFan 是劳斯莱斯可持续发展策略的关键要素,涉及持续的研究以改进燃气轮机性能,以及开创性的电气化和与工业合作伙伴共同加速可持续航空燃料的采用。它也是劳斯莱斯智能发动机愿景的一部分,该愿景将公司的产品、服务和数字技术结合在一起。

 

UltraFan,将于2021年开始地面测试,并在本十年末投入可用,是一种可扩展的设计,推力从25,000磅到100,000磅不等。它还具有以下特点:

 

  • 一种新的发动机核心架构——提供最高的燃油燃烧效率和低排放;
  • 先进陶瓷基复合材料——在高涡轮温度下更高效运行的耐热部件;
  • 采用传动设计以最大化高推力、高旁通比发动机的效率。

 

“这是UltraFan的时代,能够在这个十年开始生产演示发动机,进入2020年代,这令人兴奋,”克里斯·乔勒顿(Rolls-Royce民用航空航天总裁)说。“我们已经具备了所有基本要素,设计、技术、全新的测试平台,现在我们实际上看到发动机正在成形。”