两机叶片丨航空发动机整体叶盘的优势和应用

较之传统的结构，整体叶盘在减重、降低应力和提高性能等方面具有优势，可以显著提高发动机的可靠性。

   

整体叶盘的优势      

   

1. 大大减少了零件数量，简化了结构，使整体叶盘减重效益达到30%以上；

3. 提高了气动效率，有效降低热机械疲劳风险，改善压气机气动稳定性。

   

整体叶盘的应用实例      

   

整体叶盘结构的设计始于20世纪60年代，早期主要用于小型涡轴发动机压气机结构，凭借着在小型发动机上的成功应用，整体叶盘结构得到快速推广，逐渐应用于大型发动机的风扇和压气机系统。

2000年开始，英国RR公司与德国MTU公司合作研制EJ200发动机，三级风扇和五级高压压气机转子全部采用整体叶盘结构。

EJ200发动机风扇整体叶盘

1. TRENT XWB发动机中压压气机采用钛合金整体叶盘结构；

2. GEnx高压压气机第1级、第3级和第5级采用整体叶盘结构；

   

整体叶盘的未来发展      

   

即使是同一级的整体叶盘，每个零件承受的温度和外力也相差很多。为了满足不同环境下的不同性能需求，未来整体叶片的设计将采用更为灵活的方案。目前，科学家提出了双性能整体叶盘（Dual-property Blisk）和双合金整体叶盘（Dual-alloy Blisk）的思路，改变传统设计所追求的均匀组织，通过设计创新与工艺创新的融合，优化整体叶盘的结构设计，实现性能的最优化配置。

随着整体叶盘叶片增材制造修复技术的发展和日趋成熟，修复后的叶片强度与原叶片相当，使整体叶盘零件焕发新的生命力，克服了整体叶盘工程应用的技术障碍。

来源: 中国航发, 航材院