[发明专利]金属/复合材料混合结构的风扇叶片及其制备方法

权利要求书

1.一种金属/复合材料混合结构的风扇叶片，其特征在于，所述风扇叶片的压力面上设有内置复合材料的空槽结构，该空槽结构的底部与风扇叶片的吸力面等距离，空槽结构的厚度为风扇叶片的最大厚度的1/5～1/10，空槽结构与风扇叶片的外形轮廓形状为等比例关系。

2.根据权利要求1所述的金属/复合材料混合结构的风扇叶片，其特征是，所述的空槽结构的厚度为风扇叶片的最大厚度的1/7。

3.根据权利要求1所述的金属/复合材料混合结构的风扇叶片，其特征是，所述的空槽结构的上边沿与风扇叶片的叶顶间距为风扇叶片整体高度的5-10％，所述的空槽结构的前沿与风扇叶片的前缘的间距为叶片弦长的7-13％，所述的空槽结构的后沿与风扇叶片的尾缘的间距为叶片弦长的10-16％，所述的空槽结构的下边沿与风扇叶片的底部的间距为风扇叶片整体高度的12-18％。

4.根据权利要求1或3所述的金属/复合材料混合结构的风扇叶片，其特征是，所述的空槽结构的上边沿与风扇叶片的叶顶间距为风扇叶片整体高度的8％；所述的空槽结构的前沿与风扇叶片的前缘的间距为叶片弦长的10％；所述的空槽结构的后沿与风扇叶片的尾缘的间距为叶片弦长的13％；所述的空槽结构的下边沿与风扇叶片的底部的间距为风扇叶片整体高度的15％。

5.根据权利要求1所述的金属/复合材料混合结构的风扇叶片，其特征是，所述的风扇叶片的底部依次设有下缘板和楔形榫头，下缘板为等厚平板结构且下缘板与风扇叶片相焊接，该下缘板与风扇叶片、安装风扇叶片的轮盘一起形成流道结构；楔形榫头为纺锤体结构，用于将风扇叶片定位并传递载荷。

6.根据权利要求1所述的金属/复合材料混合结构的风扇叶片，其特征是，所述的内置复合材料由若干层单向碳纤维复合材料叠加热压成型构成，每一层单向碳纤维的布置方向各不相同。

7.根据权利要求1所述的金属/复合材料混合结构的风扇叶片，其特征是，所述的布置方向包括：用于增强风扇叶片的拉伸能力的沿风扇叶片的叶高方向布置的单向碳纤维复合材料、用于增强风扇叶片的抗扭曲能力的交错布置的单向碳纤维复合材料。

8.根据权利要求7所述的金属/复合材料混合结构的风扇叶片，其特征是，所述的单向碳纤维复合材料的纤维方向与风扇叶片的旋转轴夹角为80～100°。

9.根据权利要求7或8所述的金属/复合材料混合结构的风扇叶片，其特征是，所述的单向碳纤维复合材料的纤维方向与风扇叶片的旋转轴夹角为90°。

10.一种根据上述任一权利要求所述的金属/复合材料混合结构的风扇叶片的制备方法，其特征在于，采用若干层单向碳纤维交错相叠且经过热压成型组成内置复合材料，然后在金属叶片压力面侧沿叶高方向切除部分金属，并使用多层交错结构的内置复合材料填充，使金属和复合材料整体粘合在一起形成风扇叶片。

11.一种宽弦风扇，其特征在于，包括上述任一权利要求所述风扇叶片。

12.根据权利要求11所述的宽弦风扇，其特征是，包括：叶片轮盘和15-25片风扇叶片，叶片轮盘和风扇叶片之间通过榫头连接。

13.一种民用大涵道比涡扇发动机，其特征在于，包括上述任一权利要求所述风扇叶片构成的宽弦风扇，其推重比为10～20。