風扇葉片——大葉片有大作用

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隨著飛機推力需求的不斷提高,，航空發(fā)動機的風扇直徑越來越大,，大厚度梯度,、大扭轉風扇葉片的設計及制造技術讓大飛機飛得更遠,、載得更多,。
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在各類航展上備受矚目的風扇大葉片,，究竟難在哪呢,？

( A* L! N) h$ p) o) q首先要先從它極高的使用性能要求說起,。當航空發(fā)動機啟動后，風扇葉片快速轉動,，每分鐘可達三四千轉,，每秒鐘吸入的空氣量超過400kg，單片葉片承受近40噸離心負荷,，相當于掛著兩輛大卡車在轉動,。
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同時，風扇葉片位于發(fā)動機的最前端,，要面臨鳥撞,、冰撞、雹撞,、砂石沖擊等可能發(fā)生的危險工況,。

- ]. E- |) |  M- D# E: e+ |5 U/ \當一只1kg重的飛鳥撞向以500km/h的速度飛行的飛機時，產生的沖擊力將達到20噸以上,。風扇葉片要阻止外來物進入,，守護飛行安全，這對為提高發(fā)動機效率一直在“減重瘦身”的風扇葉片而言,，無疑是一大挑戰(zhàn),。
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既要“減重瘦身”，又要保證安全,，設計師們從材料選擇入手,，優(yōu)化結構設計,，不斷創(chuàng)新葉片設計研制。

現(xiàn)在主流的風扇葉片大多選用先進復合材料,。較之金屬葉片,，采用先進復合材料制造的風扇葉片可以有效降低重量，還具有更好的抗疲勞性能和耐久性,，降低使用維護成本,。
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復合材料風扇葉片的設計和制造，凝結了一代代工程師的智慧,。20世紀90年代,，復合材料風扇葉片首次在商用發(fā)動機上應用。在此后的三十年間,，隨著復合材料設計和制造技術的突破,，復合材料風扇葉片已經(jīng)完成了4次技術更迭。

復合材料風扇葉片的“骨架”是由上萬束碳纖維絲束織造而成的增強體,，如果折算到碳纖維單絲（直徑約6μm）,，可達上億根。
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風扇葉片的“肉體”是高韌性樹脂,，具備超高的抗沖擊性能,。每一束纖維要準確地排布在設定的位置上，灌注的樹脂基體不允許出現(xiàn)任何孔洞,。

9 R# o* p% s) G) x' p$ T7 \為了抗擊鳥撞,，風扇葉片前緣還需要牢牢地粘接上合身的“金屬鎧甲”。在復雜彎掠的葉型和超高的尺寸精度的約束下,，風扇葉片可謂復合材料制造界的“頂級難題”,。
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* {% r# U# L" v5 z+ [了解了風扇葉片所面臨如此嚴苛的使用要求、如此復雜的結構特點和如此艱巨的制造挑戰(zhàn),，下次乘坐飛機的時候,，一定要欣賞一下風扇葉片！
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