Композиционная лопатка вентилятора

Предлагаемое устройство композиционная лопатка осевого вентилятора относится к конструкциям вентиляторных и компрессорных лопаток, которые могут устанавливаться на роторах компрессоров газотурбинных двигателей, например авиационных. Технической задачей предлагаемой конструкции является повышение ее прочности, стойкости и надежности, путем использования более стойких материалов и более рационального размещения арматуры по телу изделия. Для этого в конструкции композиционной лопатки, содержащей профильную часть с оболочкой и крепежную, для соединения с компрессорным колесом, арматура выполнена в виде послойной тканевой сетки волокон преимущественно с продольной основой и поперечным утком и с заливаемым наполнителем матрицы, при этом в зоне перехода от профильной части к крепежной предусмотрено использование слоев арматуры с поперечным расположением основы ткани сетки. Кроме того, в качестве основы сетки каркаса используются борные волокна, а в качестве утка - проволока из вольфрама, при этом в качестве матрицы используется магниевый сплав. 2 п. формулы; 1 фиг. Рисунков.

Предлагаемое устройство относится к конструкциям вентиляторных и компрессорных лопаток, которые могут устанавливаться на роторах компрессоров газотурбинных двигателей, например, авиационных.

Известны конструкции композиционных лопаток осевых вентиляторов, состоящие из перовой профильной части, с заключенной в оболочку поверхностью, и комлевой (или замковой) части для закрепления лопатки на диске ротора вентилятора или компрессора (см. а.с. СССР №416456, М. Кл. F04d, публ. 25.11.1974). Материалом такой лопатки служит стеклопластик с соответствующими компонентами композиционного материала, т.е. арматурой и наполнителем матрицы. Однако такие используемые материалы не обеспечивают требуемой прочности, стойкости и надежности, в частности при эксплуатации лопатки в жестких условиях компрессоров газотурбинных двигателей, т.е. при высоких скоростях вращения и повышенных температурах сжимаемого газового потока.

Таким образом, технической задачей создания предлагаемой конструкции лопатки является повышение ее прочности, стойкости и надежности, путем использования более стойких материалов и более рационального размещения арматуры по телу изделия.

Поставленная задача решается за счет того, что в композиционной лопатке с арматурой, содержащей профильную часть с оболочкой и крепежную для соединения с компрессорным колесом (диском), арматура выполнена в виде тканевой сетки волокон преимущественно с продольной основой и поперечным утком и с заливаемым наполнителем матрицы, причем в зоне перехода от профильной части к крепежной предусмотрено использование слоев арматуры с поперечным расположением основы ткани сетки. Кроме того, в качестве основы сетки арматуры могут использоваться

борные волокна, а в качестве утка - проволока из вольфрама, при этом в качестве матрицы используется магниевый сплав.

На прилагаемом чертеже Фиг.1 изображен общий вид предлагаемой лопатки в изометрии с сечениями, иллюстрирующими расположение волокон арматуры в теле перовой части изделия и замковой (крепежной).

Предлагаемая лопатка имеет перовую профильную часть 1 с оболочкой 2 и комлевую крепежную часть с замком 3 типа «ласточкин хвост». В теле перовой части размещена арматура 4 в виде продольных слоев, в то время как в теле замковой части размещены слои арматуры поперечной укладки 5, при этом арматура в различных частях тела лопатки залита магниевым сплавом в качестве матрицы 6.

Предлагаемые лопатки закрепляются своими хвостовыми, замковыми частями 3 в соответствующем пазу на периферии роторного диска (на чертеже не показан). При работе компрессора (вентилятора) и вращении диска лопатки от своей массы испытывают центробежные нагрузки, передаваемые на слои ткани арматуры 4 и 5, способы укладки которых позволяют телу лопатки эффективно сопротивляться воздействиям таких нагрузок, обеспечивая необходимую прочность, стойкость и долговечность усовершенствованным изделиям.

1. Композиционная лопатка вентилятора с арматурой (каркасом), содержащая профильную часть с оболочкой и крепежную, для соединения с компрессорным колесом, отличающаяся тем, что, с целью повышения ее динамической прочности (стойкости), арматура выполнена в виде послойной тканевой сетки волокон преимущественно с продольной основой и поперечным утком и с заливаемым наполнителем матрицы, при этом в зоне перехода от профильной части к крепежной предусмотрено использование слоев арматуры с поперечным расположением основы ткани сетки.

2. Композиционная лопатка вентилятора по п.1, отличающаяся тем, что в качестве основы сетки каркаса использованы борные волокна, а в качестве утка - проволока из вольфрама., причем в качестве матрицы используется магниевый сплав.