Волокнистая заготовка для полой лопатки газотурбинного двигателя - RU2016119625A
Код документа: RU2016119625A
Формула
1. Волокнистая заготовка для полой лопатки газотурбинного двигателя, включающая в себя основную волокнистую структуру, полученную трехмерным тканьем и содержащую по меньшей мере одну основную часть (41);
причем основная часть (41) проходит от первой соединительной полосы (44р), содержит первую основную продольную часть (46), подходящую для формирования, по существу, стенки (26) стороны нагнетания аэродинамического профиля (21), затем часть (45) поворота на 180°, подходящую для формирования, по существу, передней кромки (28) или задней кромки (29) аэродинамического профиля, затем вторую основную продольную часть (47), обращенную напротив первой основной продольной части (46) и подходящую для формирования, по существу, стенки (27) стороны всасывания аэродинамического профиля (21), и заканчивается второй соединительной полосой (44q);
первая и вторая соединительные полосы (44р, 44q) прикреплены друг к другу и образуют соединительную часть (44) основной волокнистой структуры; и
основные продольные части (46, 47) отделены друг от друга, образуя зазор (50) между указанными основными продольными частями (46, 47), предназначенный для образования полости (30) в указанном аэродинамическом профиле.
2. Волокнистая заготовка по п. 1, в которой первая и вторая соединительные полосы (44р, 44q) взаимно сотканы друг с другом.
3. Волокнистая заготовка по п. 1 или 2, дополнительно включающая в себя вторую волокнистую структуру (48i), полученную тканьем и выполненную с возможностью прикрепления к краю основной волокнистой структуры (41).
4. Волокнистая заготовка по п. 1, в которой по меньшей мере одна из волокнистых структур (48i) содержит по меньшей мере одну радиальную часть (52), проходящую от нижнего или верхнего края одной из основных продольных частей (46) основной части (41) и предназначенную для образования полки (22) или крепежного фланца.
5. Волокнистая заготовка по п. 4, в которой по меньшей мере одна из волокнистых структур содержит перекрывающую часть (152m), которая, когда волокнистая структура находится в плоском состоянии, расположена выше по ходу, по меньшей мере, от части соединительной части (144) основной части (141), и между указанной перекрывающей частью (152m) и соединительной частью (144) остается зазор (149).
6. Волокнистая заготовка по п. 1, в которой соединительная часть (44) основной части (41) имеет меньшую ширину в своей нижней и/или верхней части, чем в средней части.
7. Полая лопатка, в частности, задняя лопатка турбины, отличающаяся тем, что выполнена в виде цельной детали из композитного материала из волокнистой заготовки (40) по любому из пп. 1-6, причем указанная заготовка (40) сформована в пресс-форме и заключена в матрицу.
8. Полая лопатка по п. 7, в которой волокнистая заготовка (40) выполнена из волокон из оксидной, карбоновой или карбидной керамики, и, предпочтительно, из алюмооксида, муллита, диоксида кремния, диоксида циркония, карбида кремния, или их смеси.
9. Полая лопатка по п. 7 или 8, в которой матрица выполнена из оксидной, карбидной или нитридной керамики, или является органической эпоксидного типа, предпочтительно, выполнена из алюмооксида, муллита, диоксида кремния, диоксида циркония, нитрида или карбида кремния, или из их смеси.
10. Газотурбинный двигатель, отличающийся тем, что содержит полую лопатку (20) по любому из пп. 7-9.
11. Способ изготовления полой лопатки, включающий в себя по меньшей мере этап тканья волокнистой заготовки (40) по любому из пп. 1-6.
12. Способ по п. 11, в котором этап тканья выполняют с использованием ткацкого станка для трехмерного тканья с пучком нитей основы и по меньшей мере одним челноком, способным вставлять нить уточной пряжи между нитями основы;
причем челнок выполняет последовательно перемещения (U) туда-обратно, начиная с зоны (44а) соединения, перемещаясь по первой основной продольной зоне (46а), выполняя поворот на 180° в зоне (45а) поворота, перемещаясь по второй основной продольной зоне (47а), расположенной напротив первой основной продольной зоны (46а), и возвращаясь в зону (44а) соединения, при этом каждое перемещение (U) туда-обратно может выполняться в таком направлении или в противоположном направлении; и
нить/нити уточной пряжи взаимодействует/взаимодействуют с нитями основы, образуя трехмерное плетение в зоне (44а) соединения, в первой и второй основных продольных зонах (46а, 47а) и в зоне (45а) поворота.
13. Способ по п. 11 или 12, дополнительно включающий в себя этапы, на которых:
вырезают волокнистую заготовку (40);
складывают и формуют волокнистую заготовку (40) в пресс-форме, обладающей формой требуемой черновой детали (60);
размещают вставку в зазоре (50) между двумя основными продольными частями (46, 47);
нагнетают и обеспечивают затвердевание матрицы вокруг волокнистой заготовки (40) для получения черновой детали (60);
извлекают вставку; и
механически обрабатывают соединительный участок (64) черновой детали (60), соответствующий соединительной части (44) волокнистой заготовки (40) для получения передней или задней кромки (28, 29) окончательной детали (20).
14. Способ по п. 13, в котором этап механической обработки соединительного участка черновой детали (60), соответствующего соединительной части (44) волокнистой заготовки (40), по существу, включает в себя заострение указанного соединительного участка (64) для получения задней кромки (29).
