德国航空航天中心(DLR)的研究人员近日在风洞中成功测试了新型陶瓷基复合材料(CMC)涡轮叶片。这一创新技术旨在为齿轮传动涡扇发动机提供更高效、更轻便且冷却需求更低的航空发动机。

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图片说明:DLR的研究人员正在为风洞测试准备技术成熟度等级4(TRL 4)的陶瓷基复合材料(CMC)涡轮叶片样本,以评估其冷却效率和空气动力学性能,为未来航空发动机提供参考。

由DLR内的多个研究所组成的3DCeraTurb项目研究团队正在探索如何利用陶瓷基复合材料(CMC)制造航空发动机的高压涡轮叶片。该项目的目标是减轻重量,并减少对冷却空气/昂贵冷却剂的需求,从而减少排放,以实现航空领域的碳中和。这些新型的CMC进口导向叶片由一个跨学科团队开发、制造,并涂覆了环境阻隔涂层(EBC)进行了测试。

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图片说明:根据初步设计的UHBR-GTF(超高涵道比齿轮传动涡扇)发动机的边界条件,设计了一种新型涡轮叶片。其复杂的叶片几何形状对制造工艺提出了重大挑战,特别是对于陶瓷基复合材料(CMC)而言。

最近在DLR结构与陶瓷复合材料和结构设计部制造了三个SiC/SiC涡轮叶片。在3DCeraTurb项目期间,DLR的液态硅渗透(LSI)制造工艺首次从平板改为更复杂的几何形状。一个特别的挑战是将干织物层覆盖到石墨模具中,以施加化学气相渗透(CVI)纤维涂层。另一个亮点是展示了圆柱形冷却孔可以集成到CMC叶片的尾缘中,而不会损坏材料。

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来源:www.compositesworld.com

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