国产发动机复合材料风扇叶片 现在进入这个领域还不算晚

最近有个消息，江苏某高科技新材料企业研发了一款复合材料风扇试验件，直径在2米左右，预计可以作为中国大飞机发动机的风扇部件，这也是国内首次报道复合材料风扇叶片。

该公司在相关的产品说明中称，该复合材料风扇叶片的结构为全碳纤维增强的高韧性环氧树脂基复合材料结构。在制造工艺上采用了预浸料/热压罐成型工艺固化成型，叶型为复杂多曲面形状；为有效防止风沙冲击，在叶片前缘粘接钛合金金属包边，相比于以往的风扇叶片，具有轻质量，高强度、优越的抗疲劳性能、抗振动性能等优点。

公司网站上还列出一些主要技术指标，如风扇旋转直径1981mm，叶片弦长369.2mm，叶片高度763.94mm，工作温度-55℃ ~110℃，短期可达120℃，最大叶尖切线速度为28KM/min（约4400转/分钟，CFM56-7的风扇转速5300转/分钟） ，寿命15000小时或者8000次循环。将主要应用于涡扇发动机，例如长江1000系列等。

江苏某公司的复合材料叶片图片，但只是叶片的试验件，离成品还有很大距离。

从网站的表述来看，该企业似乎已经获得相当的技术突破，可以拿出世界顶级水平的产品来帮助我国自主研发的长江系列发动机取得最终的成功。从发动机的研发角度来看，大型涡扇发动机的风扇叶片对于一款发动机来说确实是非常重要的部件。我们目前在技术上获得一定的成就无疑是十分值得欣慰的。

当然，目前长江1000已确定采用钛合金风扇叶片，由航空工业制造院承担研发，每台发动机要安装18片钛合金宽弦空心叶片。由于复合材料和钛合金叶片的特性不同，因此在确定好采用钛合金叶片以后，就不会再考虑才用复合材料叶片，因此这家公司研发的复合材料风扇只能用于后续发动机的研发，而且是在研发时就确定采用复材风扇才可以。

长江1000的钛合金风扇叶片。

这个风扇叶片是长江1000级别，因此其对比的对象是CFM56-7甚至LEAP-1C发动机。CFM56-7采用钛合金宽弦叶片，而LEAP则是采用了复材风扇，其转速等指标和这个公司的产品相当。LEAP的复材叶片采用三维编织技术制造， 这已经是很成熟的技术。GE90由于开发时间早，其复材风扇还采用手工铺层的方式；而新的GEnx和GE9x也采用了三维编织技术制造风扇叶片。例如GEnx发动机上是第三代复合材料风扇叶片，其外形与GE90-115B基本相同，采用新一代三元流技术设计，叶片数由GE90的22片减为18片，使重量减轻。

不过，从这家江苏公司的宣传内容来看，并没有提及防潮涂层和鸟撞等工程方面的问题，而两项问题是决定复材叶片项目成败的关键因素。尤其是抗鸟撞测试和相关的包容性实验，必须在整机完成之后才能进行。如果测试未通过，那么整个发动机项目的研制很可能被迫大大延迟，甚至导致项目失败。而这个公司的复材叶片仅是试验件，其前途并不确定，还有一些时间供他们慢慢探索。

从研制航空发动机的历史来看，即使在具备雄厚的技术储备的前提下，开发一款全新的发动机也是高风险高成本、低成功概率的项目。希望国内能够有足够技术实力的公司来投入航发相关部件的研制和生产中，争取在未来客机上使用我们的拥有自主知识产权的国产航发。