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俄持续推进大涵道比涡扇发动机复合材料风扇叶片研发

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看航空 2021-02-23 15:41

日前,俄罗斯联合发动机制造集团(UEC)宣布已掌握大尺寸复合材料发动机风扇叶片开发技术。预计未来俄罗斯国产发动机PD-35将使用该技术生产的复合材料风扇叶片。

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为降低研制风险,UEC采用两种生产工艺——预浸料工艺技术及三维编织工艺技术,委托两家下属企业UEC-Aviadvigatel及UEC-Saturn土星公司分别开发。其中预浸料工艺技术是在冲压模具中层铺预浸料(一种生产复合材料的原材料半成品),随后通过热压罐成型工艺固化成型;三维编织工艺技术是采用三维编织技术制成增强结构件,并使用由全俄航空材料科学研究所(VIAM)研发的特殊环氧树脂进行浸润工艺并固化成型。

UEC副总裁兼总设计师尤里·施莫金指出,PD-35发动机主制造商UEC-Aviadvigatel在2020年已完成大量预浸料工艺加工技术的开发工作,其中包括利用PD-14风扇演示模型开展试验。三维编织工艺技术则由PD-35发动机低压压缩机制造商UEC-Saturn土星公司负责开发,目前利用该技术已完成结构相似件和一组风扇演示叶片的制造。现阶段生产的复合材料测试叶片尺寸750毫米,恰好为PD-14发动机叶片尺寸,计划在2021年对采用上述两种工艺生产的风扇叶片进行对比测试。

UEC计划在2021年发布PD-35发动机尺寸(PD-35发动机风扇叶片尺寸为1250毫米)的风扇叶片开发的工程文件,现阶段已启动生产工艺准备工作,包括夹具、冲压模具、专用切割工具等。2022年将获得首批复合材料风扇叶片样件,并强调这两种生产工艺仅用于国产复合材料的加工。

复合材料风扇叶片未来是否能进行批产主要取决于PD-35发动机项目的预期发展。PD-35是俄罗斯正在研制的高推力大涵道比涡扇发动机,起飞时推力33~40吨,既可用于宽体飞机,也可以安装在双发伊尔-96飞机上。

日前,俄罗斯巴拉诺夫中央航空发动机研究院院长米哈伊尔·果尔金表示,PD-35发动机的研发工作已接近完成,外形已经确定,正在进行18项关键技术研究。米哈伊尔·果尔金透露,PD-35发动机研制过程的独特之处在于,所有技术解决方案均以保障全寿命周期内最低成本为基础。也就是说,研制目标不仅会涉及上一代发动机要求的技术特征(主要是燃油效率和寿命等指标),也包括PD-14发动机项目研制提出的性价比要求,还包括全寿命周期成本,包括价格、维护成本和燃油效率等。

UEC也指出,该技术也可能会用于后续PD-14发动机的优化项目或其他发动机型号项目。

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