航空发动机进气叶片制造论文

航空发动机进气叶片制造论文

复材叶片在民用航空发动机中的应用

因复合材料的低密度、高比强度、高比刚度，能有效降低油耗、噪音，采用复合材料叶片已成为民用航空发动机的发展趋势。以下是我为大家推荐的相关论文范文，希望能帮到大家，更多精彩内容可浏览(bylw)。

摘要：进入新世纪以来，多领域技术都得到了巨大的发展，特别是随着交通运输业的进步，大型民用飞机开始成为交通运输的主力军，因而各国开始更加重视大型飞机的研制，航空业也开始成为衡量一个国家综合国力的重要标准。而大型飞机研发的重点以及核心技术便是发动机技术。随着民用航空业的发展，民用航空飞机核心技术———发动机技术也发展飞速，其中复材叶片已经逐步在多种民机型号中得以应用。

关键词：民用航空;复合材料;发动机;风扇叶片

过去飞机发动机叶片主要采用金属以及合金，随着新材料出现，复合材料开始被应用于航空发动机叶片，与金属材料相比，其具有低重、低噪、高效的优势，并且复材叶片数量更少，能够有效抗震颤、损伤，并且在抗鸟撞性上也更加优越，满足了现代民航适航需要。因而复材叶片开始受到世界各大发动机厂商的关注，并逐步得以推广应用。

1复合材料叶片的应用

复材叶片制造技术主要有预浸料/压模技术和3-DWOVEN/RTM技术。采用预浸料/模压技术的代表有GE90、GEnx、TRENT1000及TRENTXWB发动机的复合材料风扇叶片，而LEAP-X发动机复合材料风扇叶片采用3D-WOVEN/RTM技术成型。

1.1预浸料/模压成型叶片

采用该种复材叶片的代表主要有GE90发动机和GEnx发动机(美国GE)，此外罗•罗公司也在进行相关研发。(1)GE90发动机。该型号发动机为GE公司上世纪九十年代所研发的特大推力发动机，是国外应用于民航最早使用复材叶片的发动机之一。该发动机复材叶片使用了预浸料/模压成形技术，叶片从内至外逐渐减薄，叶尖厚度最薄。并且在叶身涂有防腐涂层(聚氨酯)，叶背采用一般涂层，前缘包边采用钛合金材料，从而提高叶片鸟撞抗性。为防止复合材料在运行中分层，在叶片后缘以及叶尖处采用纤维缝合技术予以加固。叶根榫头为三角燕尾形，其表面涂有耐磨材料以降低榫头摩擦系数。GE90所采用的复材叶片为22片，相比较于钛合金空心叶片，复材叶片质量更轻，强度更高。经过十余年的运行，证明了复合材料风扇叶片适用于具有严格要求的商业飞行的需要。(2)GEnx发动机。该发动机所应用的复材叶片材料以及模压成型工艺，同GE90相比变化不大，在此基础上GEnx对GE90的复材叶片的结构设计进行了优化。GEnx主要采用了第3代GE复合材料，外形也类似GE90-115B发动机，但由于使用了新一代三元流设计，叶片数减为18片，总质量进一步降低。叶片尖部以及前缘使用钛合金护套，并在叶片榫根部位，增加了耐磨衬垫，便于后期维护检修。(3)随着复合材料在民航发动机中的应用，英国罗•罗公司也开始将目光从钛合金叶片上转移到复材叶片。其同GKN集团正共同进行碳纤维增强复材叶片的研发，该叶片同钛合金叶片同样薄，并且在量产、成本以及鲁棒性上均符合民航发动机标准。目前这种碳纤维风扇叶片已经完成了包括叶片飞出、鸟撞试验在内的地面试验。

1.23-DWOVEN/RTM成型复材叶片

对于风扇叶片中等推力发动机提出的强度要求更高，因而Snecma公司在CFM56系列发动机研发中，在LEAP-X中将会应用碳纤维对复合材料进行增强。相比较于GEnx以及GE90，所采用的碳纤维薄层铺设技术不同，Snecma公司在LEAP发动机叶片的制造中所采用的RTM工艺，是将碳纤维进行预先编制，在树脂注入以及叶片高压成型之前，碳纤维便已经成为3-DWOVEN结构。Snecma公司在复材叶片的制造上委托了AEC公司，由于AEC公司生产制造自动化程度相对较高，因而其制备三维编制预制体并完成整个叶片的制造仅需要24小时。同CFM56(CFM公司)发动机相比，LEAP发动机叶片成型采用了3-DWOVEN/RTM技术，前者结构上采用了更多的技术，而后者采用复合材料，有效减轻了发动机重量，提高了燃油效率，降低了排放量和发动机噪声。目前，LEAP-X发动机已经开始得到中国多种旅客机的关注，未来将会逐步在中国普及推广。

2复材叶片的发展趋势

因复合材料的低密度、高比强度、高比刚度，能有效降低油耗、噪音，采用复合材料叶片已成为民用航空发动机的发展趋势。制约复合材料叶片大规模应用的关键因素是预制体制备、复材成型技术等。

2.1预制体制备

复材叶片制造的难点之一是制备预制体。国外常用的预制体制备方法有两种：一种是选用IM7/8551-7和IM7/M91作为预浸料并采用激光定位手工/自动化成型技术制备，适用于制备大推力、大叶盘直径涡扇发动机的风扇叶片预制体;另一种是对IM7碳纤维进行预浸渍处理，通过3D-WOVEN/RTM自动化技术成型，主要用于制备小推力涡扇发动机风扇叶片的预制体。以往采用激光定位辅助+手工铺叠的技术进行预制体制造，而GKN公司开发了自动化丝束铺放设备(简称AFP)可实现预制体的自动化成型。罗•罗公司在研制TNENT系列发动机复合材料风扇叶片时使用了GKN公司的自动化纤维丝束铺放设备，实现了复材叶片预制体的自动化成型，并运用超声刀对预制体进行切割。Snecma公司率先提出了无余量预制体成型技术、预制体预变形技术以及高度自动化的预制体制备技术。Snecma公司的3DW/RTM成型风扇叶片预制体技术可降低传统二维风扇叶片的分层缺陷产生的可能性，让叶片顶部更薄、根部更厚;经纱连续的变截面成型技术提高预制体的承载能力;采用高压水射流对预制体进行无余量切割。

2.2成型技术RTM

注射成型以及模压是目前国际上流行的复材叶片成型技术，虽然两者在技术上具有一定的差异性，但均可称为闭模成型技术。涡扇发动机的叶片扭转大且为双曲面，其结构形式相对复杂，常规的成型技术无法满足叶片加工精度，而闭模成型技术的成型精度高，能够很好的满足涡扇发动机对于叶片制造的需求，因而其逐步成为目前复材叶片成型的'主流技术。随着技术的逐步发展，目前国外开始利用复合材料模具代替金属模具，以此保证生产加工中模具和零件能够保持一致的热膨胀系数，进而获得更高的零件尺寸精度。此外，复材叶片成型加工技术开始引入数字仿真模拟技术，从而在技术研究前期对成形工艺进行方向性指导，在研制过程中合理规避风险，缩短研制周期，降低研制成本。

3结束语

复合材料以其优越的特性开始成为民航发动机叶片的主流材料，并且随着技术的发展，复材发动机叶片的制造效率更高，自动化程度也更先进。在未来高精度、可靠性、一致性会成为复材叶片生产研发的主要方向。我国自主研发的大型民用客机中也开始应用商用发动机，这为我国复材叶片的研发制造提供了一个契机，虽然目前复合材料在我国航空发动机制造中还处于初始应用阶段，复材叶片的制造业仅在起步阶段，但在我国技术人员的努力下，我国自主研发的应用复材叶片的涡扇发动机必然会在世界航空领域占据一席之地。

参考文献:

[1]李杰.GE复合材料风扇叶片的发展和工艺[J].航空发动机，2008，34(4)：54-56.

[2]贺福.碳纤维及石墨纤维[M].北京：化学工业出版社，2010：1-16.

[3]赵云峰.先进纤维增强树脂基复合材料在航空航天工业中的应用[J].军民两用技术与产品，2010，37(1)：4-6.

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飞行器及其动力装置、附件、仪表所用的各类材料，是航空航天工程技术发展的决定性因素之一。航空航天材料科学是材料科学中富有开拓性的一个分支。飞行器的设计不断地向材料科学提出新的课题，推动航空航天材料科学向前发展；各种新材料的出现也给飞行器的设计提供新的可能性，极大地促进了航空航天技术的发展。
　　航空航天材料的进展取决于下列3个因素:①材料科学理论的新发现：例如，铝合金的时效强化理论导致硬铝合金的发展；高分子材料刚性分子链的定向排列理论导致高强度、高模量芳纶有机纤维的发展。②材料加工工艺的进展：例如，古老的铸、锻技术已发展成为定向凝固技术、精密锻压技术，从而使高性能的叶片材料得到实际应用；复合材料增强纤维铺层设计和工艺技术的发展，使它在不同的受力方向上具有最优特性，从而使复合材料具有“可设计性”，并为它的应用开拓了广阔的前景；热等静压技术、超细粉末制造技术等新型工艺技术的成就创造出具有崭新性能的一代新型航空航天材料和制件，如热等静压的粉末冶金涡轮盘、高效能陶瓷制件等。③材料性能测试与无损检测技术的进步：现代电子光学仪器已经可以观察到材料的分子结构；材料机械性能的测试装置已经可以模拟飞行器的载荷谱，而且无损检测技术也有了飞速的进步。材料性能测试与无损检测技术正在提供越来越多的、更为精细的信息，为飞行器的设计提供更接近于实际使用条件的材料性能数据，为生产提供保证产品质量的检测手段。一种新型航空航天材料只有在这三个方面都已经发展到成熟阶段，才有可能应用于飞行器上。因此，世界各国都把航空航天材料放在优先发展的地位。中国在50年代就创建了北京航空材料研究所和北京航天材料工艺研究所，从事航空航天材料的应用研究。
　　简况　18世纪60年代发生的欧洲工业革命使纺织工业、冶金工业、机器制造工业得到很大的发展，从而结束了人类只能利用自然材料向天空挑战的时代。1903年美国莱特兄弟制造出第一架装有活塞式航空发动机的飞机,当时使用的材料有木材(占47％),钢（占35％）和布（占18％）,飞机的飞行速度只有16公里/时。1906年德国冶金学家发明了可以时效强化的硬铝，使制造全金属结构的飞机成为可能。40年代出现的全金属结构飞机的承载能力已大大增加，飞行速度超过了600公里/时。在合金强化理论的基础上发展起来的一系列高温合金使得喷气式发动机的性能得以不断提高。50年代钛合金的研制成功和应用对克服机翼蒙皮的“热障”问题起了重大作用，飞机的性能大幅度提高,最大飞行速度达到了3倍音速。40年代初期出现的德国 V-2火箭只使用了一般的航空材料。50年代以后，材料烧蚀防热理论的出现以及烧蚀材料的研制成功，解决了弹道导弹弹头的再入防热问题。60年代以来,航空航天材料性能的不断提高,一些飞行器部件使用了更先进的复合材料，如碳纤维或硼纤维增强的环氧树脂基复合材料、金属基复合材料等，以减轻结构重量。返回型航天器和航天飞机在再入大气层时会遇到比弹道导弹弹头再入时间长得多的空气动力加热过程，但加热速度较慢，热流较小。采用抗氧化性能更好的碳-碳复合材料陶瓷隔热瓦等特殊材料可以解决防热问题。
　　分类　飞行器发展到80年代已成为机械加电子的高度一体化的产品。它要求使用品种繁多的、具有先进性能的结构材料和具有电、光、热和磁等多种性能的功能材料。航空航天材料按材料的使用对象不同可分为飞机材料、航空发动机材料、火箭和导弹材料和航天器材料等；按材料的化学成分不同可分为金属与合金材料、有机非金属材料、无机非金属材料和复合材料。
　　材料应具备的条件　用航空航天材料制造的许多零件往往需要在超高温、超低温、高真空、高应力、强腐蚀等极端条件下工作，有的则受到重量和容纳空间的限制，需要以最小的体积和质量发挥在通常情况下等效的功能，有的需要在大气层中或外层空间长期运行，不可能停机检查或更换零件，因而要有极高的可靠性和质量保证。不同的工作环境要求航空航天材料具有不同的特性。
　　高的比强度和比刚度　对飞行器材料的基本要求是：材质轻、强度高、刚度好。减轻飞行器本身的结构重量就意味着增加运载能力，提高机动性能，加大飞行距离或射程，减少燃油或推进剂的消耗。比强度和比刚度是衡量航空航天材料力学性能优劣的重要参数：
　　比强度＝/
　　比刚度＝/式中[kg2][kg2]为材料的强度，为材料的弹性模量，为材料的比重。
　　飞行器除了受静载荷的作用外还要经受由于起飞和降落、发动机振动、转动件的高速旋转、机动飞行和突风等因素产生的交变载荷，因此材料的疲劳性能也受到人们极大的重视。
　　优良的耐高低温性能　飞行器所经受的高温环境是空气动力加热、发动机燃气以及太空中太阳的辐照造成的。航空器要长时间在空气中飞行，有的飞行速度高达3倍音速,所使用的高温材料要具有良好的高温持久强度、蠕变强度、热疲劳强度，在空气和腐蚀介质中要有高的抗氧化性能和抗热腐蚀性能，并应具有在高温下长期工作的组织结构稳定性。火箭发动机燃气温度可达3000[2oc]以上，喷射速度可达十余个马赫数，而且固体火箭燃气中还夹杂有固体粒子，弹道导弹头部在再入大气层时速度高达20个马赫数以上，温度高达上万摄氏度，有时还会受到粒子云的侵蚀，因此在航天技术领域中所涉及的高温环境往往同时包括高温高速气流和粒子的冲刷。在这种条件下需要利用材料所具有的熔解热、蒸发热、升华热、分解热、化合热以及高温粘性等物理性能来设计高温耐烧蚀材料和发冷却材料以满足高温环境的要求。太阳辐照会造成在外层空间运行的卫星和飞船表面温度的交变，一般采用温控涂层和隔热材料来解决。低温环境的形成来自大自然和低温推进剂。飞机在同温层以亚音速飞行时表面温度会降到-50[2oc]左右,极圈以内各地域的严冬会使机场环境温度下降到-40[2oc]以下。 在这种环境下要求金属构件或橡胶轮胎不产生脆化现象。液体火箭使用液氧(沸点为-183[2oc])和液氢(沸点为-253[2oc])作推进剂，这为材料提出了更严峻的环境条件。部分金属材料和绝大多数高分子材料在这种条件下都会变脆。通过发展或选择合适的材料，如纯铝和铝合金、钛合金、低温钢、聚四氟乙烯、聚酰亚胺和全氟聚醚等，才能解决超低温下结构承受载荷的能力和密封等问题。
　　耐老化和耐腐蚀　各种介质和大气环境对材料的作用表现为腐蚀和老化。航空航天材料接触的介质是飞机用燃料(如汽油、煤油)、火箭用推进剂（如浓硝酸、四氧化二氮、肼类）和各种润滑剂、液压油等。其中多数对金属和非金属材料都有强烈的腐蚀作用或溶胀作用。在大气中受太阳的辐照、风雨的侵蚀、地下潮湿环境中长期贮存时产生的霉菌会加速高分子材料的老化过程。耐腐蚀性能、抗老化性能、抗霉菌性能是航空航天材料应该具备的良好特性。
　　适应空间环境　空间环境对材料的作用主要表现为高真空(1.33×10[55-1]帕)和宇宙射线辐照的影响。金属材料在高真空下互相接触时，由于表面被高真空环境所净化而加速了分子扩散过程，出现“冷焊”现象；非金属材料在高真空和宇宙射线辐照下会加速挥发和老化，有时这种现象会使光学镜头因挥发物沉积而被污染，密封结构因老化而失效。航天材料一般是通过地面模拟试验来选择和发展的，以求适应于空间环境。
　　寿命和安全　为了减轻飞行器的结构重量，选取尽可能小的安全余量而达到绝对可靠的安全寿命，被认为是飞行器设计的奋斗目标。对于导弹或运载火箭等短时间一次使用的飞行器，人们力求把材料性能发挥到极限程度。为了充分利用材料强度并保证安全，对于金属材料已经使用“损伤容限设计原则”。这就要求材料不但具有高的比强度，而且还要有高的断裂韧性。在模拟使用的条件下测定出材料的裂纹起始寿命和裂纹的扩展速率等数据，并计算出允许的裂纹长度和相应的寿命，以此作为设计、生产和使用的重要依据。对于有机非金属材料则要求进行自然老化和人工加速老化试验，确定其寿命的保险期。复合材料的破损模式、寿命和安全也是一项重要的研究课题。

航空发动机被称为研发制造难度最大的现代工业造物，这么难造吗？

航空发动机（尤其是军用）要在非常有限的体积内追求极致的性能，需要更尖端的材料和更精细的设计，材料能满足几百至几千小时的稳定工作就可以了。三转子（三轴）发动机的是英国罗尔斯·罗伊斯，比如罗罗以前的RB211系列和目前的瑞达系列。

法国没有能力搞先进航空发动机，目前有能力搞先进航空发动机的只有两个国家三个公司，即英国的罗罗，美国的GE和普惠，效率，推力和涵道比，增压比，涡轮前温度都有匹配关系。涡轮前温度越高，匹配的总增压比会提高，民用大涵道比发动机涵道比尽量增大，匹配的风扇亚比会降低，军用小涵道比是尽量提高涡轮前温度，它的要求和民用不同。感觉已经到了现有常用材料的瓶颈了，镍基合金承载温度从700升到1000℃提升的比较快，到1100℃再往上就很难了。1400℃是镍基合金的熔点范围，现在已经0.8Tm了，更高的温度只能指望陶瓷叶片或复合材料叶片了。

现在的航空发动机有离心式和轴流式

地面燃气轮机希望实现高效率、低成本、耐久性和长时可靠性（温度相对低一点，要求材料在更长时间的（10万小时级）稳定运行），对体积要求相对低一点。地面燃气轮机工况相对稳定（比如电站），材料能使用更长的时间；而航发工况更复杂（起飞、爬升、巡航、剧烈机动）导致材料失效更快。这两个领域要做好的话，都需要几十年的持续投入和积累。如果德国和日本要搞先进航发的话，不少东西也是得从头开始。战后德国的人才流失严重，国防工业也被压制。此外也存在需求不足的因素。毕竟欧洲要直面苏联的压力，MD在欧洲防务是很上心的，欧洲人只要想要，总能从美国人那里搞到配备先进航发的战斗机。德国虽然在燃机领域颇有建树，但是航发和燃机的差异还是很大的，没有足够的驱动力，几大巨头们也不愿走这条无止境烧钱的路。

MTU利用自己在燃机领域积累的雄厚实力，参加了不少航发的国际合作，大多负责压气机和低压涡轮部分；核心机一般都是交给美英的合作中完成，这也算是术业有专攻吧。台风配备的EJ200好像也是RR负责核心机，德国人搞压气机。空客的航发都是固定的几家采购，RR（trent系列）、GE和PW（GP系列)或者一些合作成立的公司（像IAE的V2500），德国可能还是以参与为主。自然科学，和工业是可以积累一步一步往前走，所谓后人站在巨人肩膀上。接下来二流的人才从事商业贸易，三流的进了IT行业。那搞技术的，认清形势以后还能坚持的就只有四流的了。最后的最后，把科研落实到生产的现场工人，他们是被很多人看不起的，航发却要通过他们的双手生产，组装，调试。

这长图片更直观

我个人认为航发追求的是极端恶劣条件下（高温高压高应力）保证长期的、稳定的、极端的性能。这个高温就难倒了很多领域：半导体工业有很多技术难点，但是常温或100~200℃左右的问题起码可以通过各种常见设备（SEM，TEM，FIB，3DAP等等）进行研究，实验方法也是成熟的，即使是原位研究是可能的。而在航发中，如高速（甚至是超音速）气流中的燃烧问题、材料在极高温度下（1000℃）的蠕变以及相变过程的原位研究等就是用现有手段难以实现的。

对物理过程的认识和工程方面的实践都存在巨大困难的前提下，还要不断推进技术前沿，我认为是能称得上最难。准确来说是风扇带动的外涵气流产生了超过整机80%以上的推力，单个叶片上的气动载荷超过2吨，而工作时的离心载荷更是达到13吨以上，而GE90-115B的复合材料+钛合金包边叶片更是作为工艺品在博物馆展出(具体哪个博物馆想不起名字了)，而作为GE90的后辈GEnx将风扇叶片减少至19片，其单片叶片所承受的气动载荷更大(具体数值没有查过)。

马赫数较低的阶段，涡扇发动机效率高

涡轮其实是个能量转换的部件，就像水轮机的涡沦把水流的势能转换为发电机转子的动能再来发电。航发涡轮是把燃油燃烧产生的热能转化为涡轮旋转的动能，继而带动风扇和压气机产生推力。涡轮温度越低，燃油的热能散失的越多，转化效率越低，所以这是没办法的事情。合金叶片对高温的承载能力有限，可不可以换种思路，将材料的研究着力于耐高温涂料上，高温涂料经过特殊的工艺处理能达到很好的效果，可以减少对金属材料的依赖，转而在涂料材料上去的巨大突破。目前来看，未来可能的替代材料是陶瓷基复合材料（CMC），它的温度能比金属高很多，甚至不需要涂层，但是还有很多问题需要解决。据说GE搞过实验，结果我还不了解。这应该还是很有希望的一条路。

发动机材料不是任何东西都离不开铁，而是铁作为杂质不太好完全消除，而且现在国内的镍基高温合金国军标铁含量也已经可以降低到0.05%，实际产品铁含量更低。而且也不是所有的镍基高温合金都不含铁，比如发动机中用量最大的IN718合金，是含有18%的铁，因为铁便宜。还有，发动机材料选用镍基而不是铁基最主要的原因并不是铁的蠕变温度问题，而是因为铁会发生同素异构转变，镍则不会。此外，钴基材料是更好的高温结构材料，但钴价格太昂贵，所以综合来说镍基材料是最优的。航空发动机为了进气顺畅，是没有致密滤网这种东西的，最多在入口安装惯性或者离心分离器。只有地面装备的燃气轮机如M1 Abrams装备的AGT1500燃气轮机，出于使用环境需要，才会加装滤网，不过M1每次大修发动机时，会发现许多压气机叶片都被没过滤干净的沙粒打出凹坑或者边缘受损。

早期的风扇是窄弦风扇，由实心钛合金锻造而成

俄罗斯(前苏联)很擅长利用系统工程理论，将一个个不够先进的零部件整个成为整体性能突出的产品，最典型的莫过于前苏联米格25歼击机。和欧美同类军工产品相比，俄罗斯的相关产品具有易于维护，粗犷的特点。不能说精良的、精密的就一定是好的，各有各的优点。二战时期的苏德战场将两种风格的优缺点暴露无遗：德式坦克(虎式、豹式等)做工十分精良，制造工艺在当时相当先进，但对维护的要求很高，产量低，在恶劣的苏联冬季气候中无法有效发挥自身的效力；反观苏式坦克(如T-34)，结构简单，可利于大规模制造，操作更简单，斯大林格勒拖拉机厂的工人在生产出一台T-34后自己就驾驶着上战场了。随着战事的不断进行，德军装备战损严重，不能得到及时补充，而苏军的装备源源不断涌向战场，最后德军被活活拖垮。

所以，极端追求设备的先进性成为很多人的误区，如何是现有设备发挥最大效力可能是需要重点解决的问题。飞天巡洋，动力先行，航发技术关乎国家军事力量，是各国最精尖端技术的集合，其面临的问题之广之繁之困难，试验成本之高是难以想象的，比如涡喷发动机燃烧室温度越高性能越好，但哪种材料怎样处理可以在如此高温下的使用就成为了绝对屏障，因为不可能去穷举试验。航发看似粗旷实则精密之极。

航发和燃气轮机的做功过程是布雷顿循环

开发新材料的脚步从未停下，只是在这种环境下满足要求的材料确实比较难开发。现在也有脉冲爆震和超燃冲压发动机的研究，但是在跨音速段，涡扇确实是非常有优势。希望以后能有反重力引擎吧。内流空气系统对维持发动机瞬态工作条件的稳定十分重要，如果稍有闪失就可能导致部件局部过热或者零件间隙偏差过大进而影响性能甚至导致安全事故。钛合金一般用在风扇和压气机叶片，工作温度比较低，正常情况下不会发生钛火。我以前看过一篇关于钛火的论文，主要原因一方面是外物撞击等造成的剧烈摩擦、冲击导致压气机钛合金叶片发生钛火；另一方面就是喘振等导致高温气体从燃烧室反向冲到压气机，导致叶片发生钛火。

为了提高航空发动机性能，RR搞的三转子发动机，pw搞的是齿轮传动，目的都是解藕中压涡轮或低压涡轮与风扇或中压压气机的转速（传统设计，他们是在一根轴上）。大函道比发动机风扇要求叶尖尽量不超音，而风扇直径很大，所以风扇转速不能太高，否则效率恶化。低压涡轮增好相反，转速越高效率越高。一个绳子栓了两蚂蚱，只能互相妥协。我比较关心航发的轴承使用和维护，以现在高氮合金钢轴承（内外圈）氮化硅（陶瓷球滚动体）还是无法满足航发的实际工况温度要求。

那就需要润滑系统的补充，首先是满足高速、高温、高负载（高扭矩）能形成良好油膜，其次需要润滑油交换带走热量，并冷却后输回（油路循环系统）。轴流式更适合多级排列，提高压气比，但是相应的就出现了空气倒流的可能，所以引入了可调静止叶片的概念，和放气活门的概念防止喘震，另外n1 n2转子的速度匹配也要精确控制，因为n1可以认为空转，而n2却要带动其他附件转动，所以转子间的速度匹配也十分困难，就更不用说Rb211及其后来的三转子系列了，所以能搞三转子技术的公司很少。

压气机采用转子+静子的结构

但为什么一定要搞三转子呢？因为三转子相对于2转子压气机的压缩过程更平滑，更加不容易喘震、也就是说可以提高压气比，从而提高涡轮钱燃气总压，提高推力，换句话说，如果难度不大，转子越多可能从某一角度说，发动机将会越好。

航空发动机经历了活塞，涡喷，涡扇三代了，涡扇的潜力也基本到头了，新一代超燃冲压以及爆轰发动机我们和西方站在同一起跑线上，虽然我们基础方面还是会差一点，但是靠着集中力量办大事的优势，下一代发动机上和美英比肩还是很有可能的。

关于飞机发动机涡轮叶片

涡轮叶片主要是镍基高温合金，制造方法是铸造，目前主要使用定向结晶或者单晶铸造。冷却孔分为铸造孔和加工孔（激光加工），表面工艺有很多，阳极化，陶瓷覆盖等。

你这个题目实在太大了点.....