航空工业是一个国家军用和民用技术的核心产业之一，具有用途广泛，科技含量高，产业链长，回报率高的特点，受到了各个大国的巨大的重视，而航空发动机则是航空产品最特殊的一种，被称为王冠上的珍宝，航空发动机需要做到轻重量，高推力，低油耗，高可靠，容易维修，长寿命等要求，开发制造难度为所有航空部件之最！

　　这也是中国航空工业最大的瓶颈，长期以来中国航空发动机水平一直大量进口外国产品，根本原因是国产航空发动机水平太差，军用产品比先进国家落后20-30年，民用产品落后更多，没有一款先进航空发动机，就不可能有先进飞机，所以中国航空发动机加大了研发力度，最近取得重大突破！

　　航空发动机采用复合材料叶片时间很久，但是设计制造难度很大

　　江苏省科技厅日前公示2019年度江苏省科学技术奖综合评审结果，扬州江苏新扬新材料公司的“航空航天用高性能复合材料及结构件的关键技术研发与产业化”研发项目，获得省科技进步一等奖，这一技术已开始应用在我国独立开发的第一款大涵道比涡扇发动机CJ-1000的冷端风扇叶片研发上，未来将应用于国产大型飞机C-919上，这种技术未来可能扩展到CR-929远程飞机发动机上。

　　据该公司介绍，该产品为复合材料风扇叶片，主体结构为全碳纤维增强高韧性环氧树脂基复合材料结构，采用预浸料/热压罐成型工艺固化成型，叶型为复杂多曲面形状；为有效防止风砂冲击，在叶片前缘粘接钛合金金属包边。相比于以往风扇叶片，具有轻质量、高强度、优越的抗疲劳性能、抗振动性能等优点。

　　这是中国自主研发的CJ-1000A大涵道比涡扇发动机，和美国LEAP发动机对阵

　　产品数据为：风扇旋转直径1981mm，叶片弦长369.2mm，叶片高度763.94mm；工作温度：-55℃~110℃，短期120℃，最大叶尖切线速度为28km/min，寿命满足发动机15000小时或8000次循环；疲劳试验考核：低周寿命大于15000小时；高周疲劳试验达到3×10000000（7个0）次循环。

　　目前，美国GE公司研发的GEnx发动机是世界上唯一采用复合材料大涵道比风扇叶片的涡轮风扇发动机。采用此宽弦无凸肩叶型复合材料结构设计，将叶片尺寸变大，进口流量增加，风扇效率提高，从而大大提高发动机的推力、增加涵道比、降低耗油率。同时复合材料比重小的特点使叶片在尺寸变大的情况下未增加叶片离心负荷，还能满足轮盘运转的可靠性和包容性要求。

　　美国GE公司拥有最强悍的复合材料风扇叶片制造技术，打造了无与伦比的发动机性能优势

　　中国这款叶片究竟出彩在哪里？

　　对于大涵道比发动机来说，依靠发动机进口风扇巨大尺寸和极高的旋转速度推进发动机外涵空气压缩，生产强大动力，这是新型发动机省油高效的秘籍之一，巨大的利益也带来了巨大的风险，涡扇发动机风扇转速每分钟几千转，直径达到了2米甚至更大，叶片承受巨大的载荷，减小叶片重量降低离心力成为一个关键技术。

　　长期以来世界各国一直采用钛合金制造风扇叶片，上世纪70年代英国罗罗公司曾经尝试过更轻更高强度的碳纤维复合材料制造风扇叶片，但是投入巨资后，风扇爆发严重的开裂质量问题，最终导致罗罗公司破产，这成为世界航空发动机发展历史上最惨痛的一次教训，时隔20年多年后，美国GE公司重新发起冲击，采用复合材料制造风扇叶片，并获得成功，应用在巨无霸GE90发动机上，也成就了波音777双发击败对手四发的奇迹！

　　这是美国GE90发动机的风扇叶片，采用复合材料和金属复合设计

　　从该公司介绍来看，这款发动机叶片也采用了碳纤维复合材料和钛合金蒙皮包覆前端的设计，主体结构采用碳纤维复合材料，保证了叶片的重量轻强度高，而迎风面则采用碳纤维蒙皮包覆，解决耐冲击问题，而且这款叶片和GE90发动机风扇一样采用了复杂的弯扭设计，这种设计具备超强的气动效率，能大力提升叶片推进效率。

　　从理论上来说，用复合材料做成的风扇叶片具有重量轻、成本低、抗振性能，特别是抗颤振性能好，并具有很好的损伤容限能力，但是碳纤维也具有很多头疼的特性，比如不耐冲击，经常通不过飞鸟撞击试验而开裂分层解体，而传统钛合金材料则不存在这种弱点，所以，中国突破大涵道比涡扇发动机复合材料风扇技术，这是一个巨大的利好消息，中国航空工业会将得到进一步提升！（作者署名：大水）

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