[发明专利]包括配备有加强筋的平台的复合叶片

说明书

一种用于涡轮机叶片的纤维预成形件和由该预成形件形成的单块叶片，包括这种叶片的叶片盘和涡轮机；该纤维预成形件通过三维编织获得，并包括：第一纵向部分，所述第一纵向部分能够形成叶片根部(21)；第二纵向部分，所述第二纵向部分向上延伸该第一纵向部分，并能够形成翼型部分(22)；第一横向部分，所述第一横向部分从在该第一纵向部分与该第二纵向部分之间的连接部横向地延伸，并能够形成第一平台(23)；以及第一加强条带，所述第一加强条带从第一横向部分的远端向下延伸，并能够形成第一平台加强筋。

技术领域

本发明涉及一种用于涡轮发动机叶片的纤维预成形件，并且也涉及能够由这种预成形件制成的单件叶片，转子轮以及包括这种叶片的涡轮发动机。

这种预成形件可用于制造包括空气动力平台的单件叶片，在该空气动力平台中控制离心变形。这种叶片特别地可以是用于飞机涡轮喷气发动机的风机叶片，仅举一个例子。

背景技术

为了减少飞机涡轮喷气发动机的重量，并且因此减少这种涡轮喷气发动机的燃料消耗，已经知道由复合材料制造喷气发动机的某些叶片，所述复合材料比迄今为止常规使用的金属要轻得多。

为此，现在也已知使用三维(3D)编织技术来获得导致质量非常好的复合叶片的纤维预成形件。特别地，文献WO 2014/076408描述了一种编织翼型的预成形件的方法，其使得可以以单件方式获得叶片，所述叶片包括压力侧平台和吸力侧平台的两个平台，该平台具有恒定的厚度。

然而，在对这种叶片进行的试验和模拟期间，本发明人已经发现，在涡轮发动机运行的同时起作用的离心力的作用下，平台的各个区域或多或少地变形。特别地，本发明人已经观察到，该平台的区域的变形随着与翼型的偏移的增加而增加。

在这种情况下，在运行时，这些平台呈现出可能扰乱空气流，并因此影响涡轮发动机的效率的形状不规则性。此外，本发明人已经观察到，通常为较长平台的吸力侧平台比压力侧平台受到更大的弯曲，使得在两个连续叶片的吸力侧平台与压力侧平台之间的界面处出现不连续性，也存在压力侧平台被相邻的吸力侧平台重叠的风险。

因此，存在对于至少部分不存在已知系统固有的上述缺陷的纤维预成形件、叶片、转子轮和涡轮发动机的真正需要。

发明内容

本发明涉及一种通过三维编织获得的用于涡轮发动机叶片的纤维预成形件，所述预成形件包括：第一纵向段，所述第一纵向段适于形成叶片根部；第二纵向段，所述第二纵向段向上延伸第一纵向段，并适于形成翼型部分；第一横向段，所述第一横向段从第一纵向段与第二纵向段之间的接合处横向延伸，并且适于形成第一平台；以及第一加强筋条带，所述第一加强筋从第一横向部分的远端边缘向下延伸，并且适于形成第一平台加强筋。

在本说明书中，术语“纵向”、“横向”、“底部”、“顶部”及其衍生词相对于所考虑的叶片的主方向被定义，叶片根部位于这个参考系中的叶片的底部端部处；术语“轴向”、“径向”、“切向”、“内部”、“外部”及其衍生词相对于承载叶片的转子轮的主轴线，即通常为涡轮发动机的轴线而定义。术语“轴向平面”用于表示包括涡轮发动机主轴线的平面，术语“径向平面”是垂直于主轴线的平面；术语“纵向平面”用于表示平行于叶片的主方向并垂直于叶片根部延伸的方向的平面：这种纵向平面因此是涡轮发动机的参考系中的径向平面。此外，术语“上游”和“下游”是相对于通过涡轮发动机的空气的流动来定义的。

通过这种预成形件，可以获得单件叶片，所述单件叶片包括叶片根部、翼型部分和至少一个具有加强筋的平台，该加强筋确保涡轮发动机正在运行的同时在离心力的作用下平台的更规则的变形。