[发明专利]风扇动叶片以及风扇

说明书

技术领域

本发明涉及将空气吸入在飞机发动机的发动机壳体内形成的发动机流道的风扇、以及其风扇动叶片[fan rotor blade]。

背景技术

近几年，在飞机发动机的领域内，树脂与强化纤维的复合材料（FRP）作为轻型且高强度的材料而受到注目，并开发了使用这样的复合材料的各种风扇动叶片（参照下述专利文献1~4）。

对于使用了上述的复合材料的风扇动叶片而言，叶片主体[blade body]由复合材料构成。例如，叶片主体由环氧树脂等热固化树脂或者聚醚醚酮[polyetheretherketone]（PEEK）等热塑性树脂、与碳纤维等强化纤维的复合材料构成。另外，叶片主体具有负压面[suction-side surface]（凸面[convex surface]）以及正压面[pressure-side surface]（凹面[concave surface]）。

在叶片主体的基端，一体形成有叶片根部[blade root]。叶片根部也由环氧树脂等热固性树脂或者聚醚醚酮等热塑性树脂、与碳纤维等强化纤维的复合材料构成。另外，叶片根部与形成于风扇盘外周的嵌合槽[joint slot]嵌合。

在叶片主体的前缘[leading edge]，设有保护前缘的铠装[sheath]。铠装沿翼展方向延伸，其由金属构成。并且，也有如下情况，即，在叶片主体的后缘[trailing edge]（或者，前端边缘以及后缘），设置加强叶片主体的防护装置。防护装置与铠装相同，由金属构成。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009-68493号

专利文献2：日本特开2008-32000号

专利文献3：日本特开平9-217602号

专利文献4：美国专利第5375978号

发明内容

发明所要解决的课题

为了充分确保风扇动叶片相对于被吸入发动机壳体内的鸟、冰板[ice slab]等异物[obstacle]的耐冲击性，一般，不仅需要在叶片主体的前缘设置铠装，也需要如上述那样地在后缘设置防护装置、或者使叶片主体变厚。但是，在叶片主体的后缘设有防护装置的情况下，增加风扇动叶片的构成部件[components]，从而构成变得复杂，且妨碍实现轻型化。另外，在使叶片主体变厚的情况下，气动力性能降低，且阻碍实现轻型化。

本发明的目的在于，提供使用了复合材料的具有充足的耐冲击性的风扇动叶片、以及使用了该风扇动叶片的风扇。

用于解决课题的方法

本发明的第一个特征在于提供如下风扇动叶片，其在向形成于飞机发动机的发动机壳体内的发动机流道吸入空气的风扇上使用，并由热固性或者热塑性树脂与强化纤维的复合材料构成，其中，其具备：叶片主体，其由上述复合材料构成，并在一侧具有负压面、且在另一侧具有正压面；叶片根部，其由上述复合材料与上述叶片主体的基端一体形成，并能够与形成于上述风扇的风扇盘的外周的嵌合槽嵌合；以及金属制的铠装，其在上述叶片主体的前缘沿翼展方向延伸地进行安装，并保护上述前缘，上述铠装具备朝向前方逐渐地变薄的铠装主体、以及从上述铠装主体的后端两侧一体地延伸突出的一对接合片，并且被划分为上述叶片主体的基端侧的铠装基端侧部分与上述叶片主体的前端侧的铠装前端侧部分，上述铠装前端侧部分与上述铠装基端侧部分平滑地连续，并且，在上述翼展方向上具有上述铠装基端侧部分的长度以上的长度，与被吸入上述发动机壳体内的异物碰撞的径向最外侧的上述铠装前端侧部分上的假定碰撞位置上的、上述铠装主体的铠装长度在10%弦长以上60%弦长以下，上述风扇动叶片的前端边缘的上述铠装的铠装长度在40%弦长以上。

此外，“风扇动叶片”不仅是狭义上的风扇动叶片，也包括向发动机壳体内吸入空气的最上游侧的压缩机动叶片。另外，“铠装长度”指的是，连接风扇动叶片的前缘与后缘上的相同翼展位置的方向的长度。