[发明专利]具有压电纤维的复合构件

说明书

提供复合构件和形成复合构件的方法。例如，燃气涡轮发动机的复合构件包括复合材料、多个压电纤维和防冰机构。防冰机构与压电纤维可操作地连通，使得防冰机构由来自压电纤维的一个或多个电信号触发。在示例性实施例中，复合构件为复合翼型件，且防冰机构为一个或多个加热元件。形成复合构件的方法可包括：形成压电层板，该压电层板包括嵌入基质材料中的压电纤维；形成包括嵌入基质材料中的增强纤维的增强层板；层合压电层板和增强层板以形成层板叠层；以及处理层板叠层以形成复合构件。还提供包括形成粘附到复合构件的压电材料件的方法。

技术领域

本主题大体上涉及复合构件。更特别地，本主题涉及压电纤维的使用，例如嵌入复合预型件中或施加到复合构件的表面。

背景技术

飞行器燃气涡轮发动机在各种条件下操作，且冰可形成在发动机的一个或多个部分(诸如发动机内的翼型件，例如，风扇叶片、入口引导静叶和出口引导静叶)上。例如，诸如高海拔、低温等之类的操作条件可导致发动机上形成冰。结冰可妨碍发动机性能，以及阻碍冰形成其上的发动机构件的可维修性。例如，冰典型地形成其上的诸如复合风扇叶片的发动机构件可具有增加数量的面板层板，以减轻冰形成的影响。因此，通过防止或减小冰的形成，可减小复合风扇叶片的面板层板的数量，这减小发动机的重量，并因此导致燃料节省。因此，期望具有用于减轻冰形成的特征的用于燃气涡轮发动机的改进的复合构件。

发明内容

本发明的方面和优点将在以下描述中部分地阐述，或可从描述中清楚，或可通过实施本发明来学习。

在本主题的一个示例性实施例中，提供一种燃气涡轮发动机的复合构件。复合构件包括复合材料、多个压电纤维和防冰机构。防冰机构与压电纤维可操作地连通，使得防冰机构由来自压电纤维的一个或多个电信号触发。

在本主题的另一示例性实施例中，提供一种用于形成燃气涡轮发动机的复合构件的方法。该方法包括形成压电层板，每个压电层板包括嵌入基质材料中的压电纤维；形成增强层板，每个增强层板包括嵌入基质材料中的增强纤维；将压电层板与增强层板层合以形成层板叠层；以及处理层板叠层以形成复合构件。

在本主题的另一示例性实施例中，提供一种用于形成燃气涡轮发动机的复合构件的方法。方法包括形成压电材料件，该压电材料件包括压电纤维和粘合剂；形成增强层板，每个增强层板包括嵌入基质材料中的增强纤维；层合增强层板以形成层板叠层；处理层板叠层以形成复合构件；将压电材料件粘附到复合构件的外表面；以及将加热元件粘附到与压电材料件的至少一部分直接接触的外表面。

参照以下描述和所附权利要求书，本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解。结合于该说明书中且构成该说明书的一部分的附图示出本发明的实施例，且与描述一起用来解释本发明的原理。

附图说明

针对本领域普通技术人员的本发明的完整且开放(enabling)的公开内容(包括其最佳模式)在参照附图的说明书中阐述，在附图中：

图1提供根据本主题的各种实施例的示例性燃气涡轮发动机的示意性截面图。

图2提供图1的燃气涡轮发动机的风扇叶片的侧视透视图，该风扇叶片具有根据本发明的示例性实施例的复合翼型件。

图3A提供根据本主题的示例性实施例的图2的复合翼型件的压电层板和增强层板的示意性截面图。

图3B提供根据本主题的示例性实施例的图2的复合翼型件的层板叠层的示意性截面图，其使用如图3A中示出的压电层板和增强层板。

图4提供根据本主题的示例性实施例的沿线4-4截取的图2的复合翼型件的截面图。

图5提供根据本主题的示例性实施例的用于形成燃气涡轮发动机壳的复合构件的方法。

图6提供根据本主题的另一示例性实施例的用于形成燃气涡轮发动机壳的复合构件的方法。

具体实施方式