专利名称：具有互补的非对称几何形状的涡轮机组叶片的制作方法
技术领域：
本发明涉及由包括纤维增强件的复合材料制成的涡轮机组叶片，该纤维增强件通过基质进行致密化。本发明的领域是用于航空发动机或エ业涡轮机的燃气涡轮机叶片。
背景技术：
已经提出了复合材料的涡轮机组叶片的制造。具体可以參考由SNECMA和SNECMAPropulsion Solide共同申请的国际专利申请PCT/FR2009/052309。该申请描述了由包括纤维增强件的复合材料制成的涡轮机组叶片的制造，该纤维增强件通过基质进行致 密化。更精确地，该方法展示的特征在于，通过三维编织制造而成的纤维坯件成形为获得具有第一部分和至少ー个第二部分的整块纤维预成型件，该第一部分构成翼面和叶根的预成型件，该至少ー个第二部分构成内部平台和叶片外部平台预成型件。因此，在预成型件致密化之后，可以获得的叶片由具有纤维增强件的复合材料制成，并且与整合后的内部平台和/或外部平台形成单一件，该纤维增强件由预成型件构成并且通过基质进行致密化。通过这种方法获得的叶片具有的优点在于，其外部平台无法整合对于环绕叶片的壳体的密封功能(由于存在擦拭器)以及航空动力学功能(由于遮罩扰流器的存在，该扰流器对涡轮机中的气流流动路径的外侧进行限定)。由SNECMA 和 SNECMA Propulsion Solide 共同申请的法国专利申请 No. 0958931描述了与整合后的内部平台和外部平台形成单一件的由复合材料制成的叶片的制造，该外部平台既提供密封功能又提供航空动力学功能。然而,利用法国专利申请No. 0958931中描述的方法制造这种外表平台具体涉及到利用两层纤维结构进行成形和模塑操作，这些操作是完全可行的但是与单层结构相比执行起来会更为复杂。此外，由此制造的叶片并不包含抗倾斜壁。另外，在根据法国专利申请No. 0958931描述的方法制造的叶片的外表平台受到损坏的情况下，航空动力学功能和密封功能两者都会受到影响，这是因为外部平台在提供两种功能的单一件中形成。
发明内容
因此，对于涡轮机组的涡轮机或压缩机期望能够具有可由复合材料(特别是但并不必须是热结构复合材料，例如CMC)制成的可用的叶片，这些叶片制造起来相对简单，并且整合了所需的功能，即，密封、流动路径限定(航空动力学功能)和抗倾斜功能。为此目的，根据本发明，提出了一种用于制造涡轮机组叶片的方法，该涡轮机组叶片由包括纤维增强件的复合材料制成，该纤维增强件通过基质进行致密化，所述方法包括-通过对整块纤维坯件进行三维编织而进行制造，-对所述纤维坯件进行成形，以便获得具有第一部分和至少ー个第二部分的整块纤维预成型件，所述第一部分构成翼面和叶根的预成型件，所述叶片翼面呈现出两个面，每个面均连接前缘和后缘，所述第二部分仅出现在所述叶片翼面的ー个面上，并且所述第二部分构成如下元件中的至少ー个的一部分的预成型件叶片内部平台、叶片抗倾斜壁、叶片外部平台扰流器和叶片外部平台擦拭器，-通过基质对所述预成型件进行致密化，以便获得由具有纤维增强件的复合材料制成的叶片，所述纤维增强件由所述预成型件构成并且通过所述基质进行致密化，并且所述叶片与如下元件中的ー个的至少一部分形成单一件叶片内部平台、叶片抗倾斜壁、叶片外部平台扰流器和叶片外部平台擦拭器。与专利申请No. 0958931中描述的方法相比，本发明通过由单层结构制造的叶片的有区别的不同部分而提供了流动路径限定、密封和抗倾斜所有这些功能。由此制造的叶片呈现了互补的非対称几何形状，从而在其翼面的ー侧(压カ面或抽吸面)上通过叶片外部平台擦拭器的一部分而提供了密封功能，通过内部平台和叶片外部平台扰流器的部分提供了流动路径限定功能，并且通过抗倾斜壁的一部分而提供了抗倾斜功能。该非对称几何形 状允许数个等同的翼面交错，以便在其翼面的每ー侧上提供所需功能。根据该方法的有利特征，在与待制造叶片的纵向方向对应的所述纤维坯件的纵向方向上，所述纤维坯件包括第一组数层纱线和第二组数层纱线，所述第一组数层纱线相互连结以形成所述坯件的第一部分，该第一部分对应于所述翼面和叶根的预成型件，所述第ニ组数层纱线至少局部地相互连结以在所述叶片翼面的一个面上构成所述坯件的至少第二部分，该第二部分对应于如下元件中的至少ー个的一部分的预成型件叶片内部平台、抗倾斜壁、叶片外部平台扰流器和叶片外部平台擦拭器，所述第一组纱线层的纱线并未连结到所述第二组纱线层的纱线，并且所述第一组纱线层在所述坯件的所述第二部分或每ー个第二部分处使得所述第二组纱线层的纱线横穿该第一组纱线层。设置未连结区域允许在不切割连结纱线的条件下对所述纤维预成型件进行成形，这样的切割可能会降低所述纤维增强件的机械强度，由此降低制得的叶片的机械强度。根据本发明的一个实施方案，在与待制造的纤维坯件的纵向方向对应的纵向方向上，所述纤维坯件包括-第一组数层纱线，所述第一组数层纱线相互连结以形成所述坯件的第一部分，该第一部分对应于所述翼面和叶根的预成型件；-第二组数层纱线，所述第二组数层纱线至少局部地相互连结以在所述翼面的一个面上形成所述坯件的至少ー个第二部分和所述坯件的至少ー个第三部分，所述第二部分对应于叶片外部平台扰流器和/或叶片内部平台的一部分的预成型件，所述第三部分对应于叶片外部平台擦拭器和/或叶片抗倾斜壁的一部分的预成型件；第一组纱线层的纱线并未连结到所述第二组纱线层的纱线，并且所述第一组纱线层在所述纤维坯件的所述第二部分或每ー个第二部分处并且在所述纤维坯件的所述第三部分或每ー个第三部分处使得来自所述第二组纱线层的纱线横穿所述第一组纱线层。在此情况下，所述纤维坯件与连续的第二组纱线层进行编织，并且所述纤维坯件的成形包括切除，即，将位于所述纤维坯件的所述第二部分或每ー个第二部分以及所述纤维坯件的所述第三部分或每ー个第三部分外侧的所述第二组纱线层的部分切割棹。
根据本发明的另ー个实施方案，在与待制造纤维坯件的纵向方向对应的纵向方向上，所述纤维坯件包括-第一组数层纱线，所述第一组数层纱线相互连结以形成所述坯件的第一部分，该第一部分对应于所述翼面和叶根的预成型件；-第二组数层纱线，所述第二组数层纱线至少局部地相互连结以在所述翼面的一个表面上形成所述坯件的至少ー个第二部分和所述坯件的第三部分，所述第二部分对应于至少ー个如下元件的一部分的预成型件叶片内部平台、叶片抗倾斜壁、叶片外部平台扰流器和叶片外部平台擦拭器，所述第三部分对应于除了由所述第二部分形成的预成型件之外的其它元件中的ー个的全部或一部分的预成型件；以及-第三组数层纱线，其至少局部地相互连结以在所述翼面的一个面上形成所述坯件的至少ー个第四部分和所述坯件的第五部分，所述第四部分对应于除了由所述第二部分和第三部分形成的预成型件之外的所述元件中的ー个的全部或一部分的预成型件，所述第 五部分的元件对应于除了由所述第二部分、第三部分和第四部分形成的预成型件之外的其它元件中的全部或部分的预成型件；所述第一组纱线层的纱线并未连结到所述第二组纱线层和第三组纱线层的纱线，并且所述第一组纱线层在所述纤维坯件的所述第二部分、第三部分、第四部分和第五部分处使得来自所述第二组纱线层和第三组纱线层的纱线横穿所述第一组纱线层。在此情况下，所述纤维坯件与连续的第二组纱线层和第三组纱线层进行编织，并且所述纤维坯件的成形包括切除，即，将位于所述纤维坯件的所述第二部分、第三部分、第四部分和第五部分外侧的所述第二组纱线层和第三组纱线层的部分切割棹。根据本方法的又一个特征，在所述纤维坯件的第一部分中并且在与沿着待制造叶片中的可变厚度的翼面轮廓延伸的方向对应的方向上，在所述第一组纱线层中的纱线层数量是恒定的。然后，所述第一组纱线层的纱线能够具有可变的重量和/或支数。有利地，通过三维编织来制造条带，该条带包括一系列纤维坯件。这些纤维坯件能够随后从所述条带切割掉。所述坯件能够在纬线方向或在经线方向上与待制造的叶片的纵向方向进行编织。根据本发明，还提出了一种复合材料的涡轮机组叶片，包括纤维增强件，所述纤维增强件通过对纱线进行三维编织而获得并通过基质进行致密化，所述叶片包括构成翼面和叶根的第一部分，所述叶片翼面呈现了两个面，每个面均将前缘连接到后缘，所述第一部分与至少ー个第二部分形成单一件，所述第二部分仅出现在所述叶片翼面的ー个面上，并且构成如下元件中的至少ー个的一部分叶片内部平台、叶片抗倾斜壁、叶片外部平台扰流器和叶片外部平台擦拭器，所述纤维增强件的与所述叶片的第一部分和第二部分对应的那些部分至少部分地相互嵌套，其中所述纤维增强件的第一部分的纱线穿透到所述纤维增强件的第二部分内。根据本发明的一个实施方案，所述第二部分构成如下其中一个元件的一部分叶片内部平台、叶片抗倾斜壁、叶片外部平台扰流器和叶片外部平台擦拭器，所述第一部分还与至少ー个第三部分形成单一件，所述第三部分构成除了由所述第二部分构成的预成型件之外的所述元件中的至少ー个的一部分，所述第三部分仅出现在所述翼面的ー个面上，所述纤维增强件的与所述叶片的第一部分、第二部分和第三部分对应的那些部分至少部分地相互叠盖，其中所述纤维增强件的第一部分的纱线穿透到所述纤维增强件的第二部分和第三部分内。在此情况下，所述第一部分还能够与至少ー个第四部分形成单一件，所述第四部分构成除了由所述第二部分和第三部分构成的预成型件之外的所述元件中的至少ー个的一部分，所述第四部分仅出现在所述翼面的ー个面上，所述纤维增强件的与所述叶片的第一部分、第二部分、第三部分和第四部分对应的那些部分至少部分地相互叠盖，其中所述纤维增强件的第一部分的纱线穿透到所述纤维增强件的第二部分、第三部分和第四部分内。所述第一部分还能够与至少ー个第五部分形成单一件，所述第五部分构成除了由所述第二部分、第三部分和第四部分构成的预成型件之外的所述元件中的至少ー个的一部分，所述第五部分仅出现在所述翼面的ー个面上，所述纤维增强件的与所述叶片的第一部分、第二部分、第三部分、第四部分和第五部分对应的那些部分至少部分地相互叠盖，其中所述纤维增强件的第一部分的纱线穿透到所述纤维增强件的第二部分、第三部分、第四部分和第五部分内。 根据另ー个实施方案，所述第二部分构成如下元件中的ー个的一部分叶片内部平台、叶片抗倾斜壁、叶片外部平台扰流器和叶片外部平台擦拭器，所述第一部分还与至少ー个第三部分形成单一件，所述第三部分构成除了由所述第二部分构成的预成型件之外的所述元件中的至少ー个的全部或一部分，所述纤维增强件的与所述叶片的第一部分、第二部分和第三部分对应的那些部分至少部分地相互叠盖，其中所述纤维增强件的第一部分的纱线穿透到所述纤维增强件的第二部分和第三部分内。所述叶片能够由陶瓷基质的复合材料制成。根据所述叶片的ー个特征，构成所述纤维增强件的与所述叶片的第二部分、第三部分、第四部分和/或第五部分对应的那部分的纱线横穿所述纤维增强件的与所述叶片的第一部分对应的那部分。所述叶片翼面能够具有可变厚度轮廓，所述纤维增强件的与所述叶片的第一部分对应的那部分在所述叶片的纵向方向上沿着该可变厚度轮廓具有恒定数量的纱线层(该纱线层重量和/或支数能够变化)，或者具有数量可变的纱线层。本发明的目的还在于配备有如前文限定的叶片的涡轮机组转子或盘片以及涡轮机组。
通过随后參考所附附图以显示方式而非限制性地给出的描述将更好地理解本发明，在这些附图中-图I为根据本发明的一个实施方案的涡轮机组叶片的立体图；-图2A至2C为图I中的叶片的多个部分的放大图；-图3极为示意性地显示了在三维编织的纤维坯件中的三组纱线层的布置，该三维坯件设计为制造用于例如图I所示的叶片的纤维预成型件；-图4、5和6相继显示了以图3的纤维坯件开始来制造用于例如图I所示的叶片的纤维预成型件的制造步骤；
-图7为显示例如图I中的叶片翼面的扁平轮廓的截面图；-图8为可以获得例如图7中的轮廓的ー组经纱层的截面图；-图9A和9B为显示编织图3中的纤维坯件方法的截面图；-图IOA和IOB为图3中的纤维坯件的一部 分在平行于经线方向和纬线方向的平面中的局部截面图，该部分对应于一方面位于翼面和叶片抗倾斜壁的一部分之间而另一方面位于翼面和叶片内部平台的一部分之间的接合位置；-图IOC为图2中的纤维坯件的一部分的局部纬线截面图，该部分对应于翼面和叶片抗倾斜壁的多个部分之间以及翼面和叶片内部平台的多个部分之间的接合位置；-图IlA和IlB为图3中的纤维坯件的一部分在平行于经线方向和纬线方向的平面中的局部截面图，该部分对应于一方面位于翼面和叶片外部平台扰流器的一部分之间而另ー方面位于翼面和叶片外部平台擦拭器的一部分之间的接合位置；-图IIC为图2中的纤维坯件的一部分的局部纬线截面图，该部分对应于翼面和叶片抗倾斜壁的多个部分之间以及翼面和叶片内部平台的一部分之间的接合位置；-图12A为显示在纤维坯件的一部分中的纬纱布置实例的纬线截面视图，该部分对应于翼根的一部分；-图12B至12D为显示用于在图12A的纤维坯件部分中进行三维(多层)编织的实例的经线平面的纬线截面图；-图13为显不与翼根对应的还件的一部分的另ー个实施方案的局部不意性截面图；-图14和15极为示意性地显示了通过三维编织获得的编织成的纤维条带的两个实施方案，从而其包含了多个如图3中那样的纤维坯件；-图16显示了用于根据本发明的涡轮机组叶片的制造方法的一个实施方案中的多个连续步骤；-图17显示了用于根据本发明的涡轮机组叶片的制造方法的另ー个实施方案中的多个连续步骤；-图18显示了将与图I中的叶片相似的多个叶片安装到涡轮机组转子；并且-图19为根据本发明的另ー个实施方案的涡轮机组叶片的立体图。
具体实施例方式本发明可应用于具有整合后的内部平台和/或外部平台的不同类型的涡轮机组叶片，特别是具有不同的燃气涡轮机卷筒的压缩机和涡轮机叶片，例如像图I所示的低压涡轮机(BP)转子叶片。图I中的叶片10以公知方式包括翼面20、由厚度更大的部分构成的根部30，该根部例如具有球形截面并通过柄脚32相连。翼面20在其根部30和其尖端21之间的纵向方向上延伸，并且在横截面中显示了具有限定两个面22和23的可变厚度的中凹轮廓，这两个面分别对应于翼面20的抽吸面和压カ面，并且每一个面均连接翼面20的前缘20a和后缘20b。叶片10通过将根部30插入到设置在转子周边处的形状匹配的凹ロ而安装在涡轮机转子(未示出)上。
根据本发明的一个实施方案，翼面20还包括四个有区别的不同的元件，其分别构成叶片内部平台40部分、叶片抗倾斜壁50部分、叶片外部平台扰流器60部分和叶片外部平台擦拭器70部分。更精确地，在其径向向内端部处并在其面22上，翼面20连接到叶片内部平台40部分，该部分的外表面(或上表面)42径向向内限定了气流f的流动路径。在其上游和下游端部部分中(在气流的流动方向f上)，平台40部分以包覆扰流器44和46而终止。在所示实例中，平台部分的表面42是倾斜的，从而相对于叶片纵向方向的法向形成大致非零的角度。根据气流流动路径的内表面的期望轮廓，角度可以为零，或者表面42可以具有大致非直线的轮廓，例如为中凹的。同样在其径向向内端部处但在其面21上，叶片20连接到抗倾斜壁50部分，该部分在其上游和下游端部处包括侧翼51和52，其能够防止叶片在其安装在涡轮机转子上时发生傾斜。翼面20还在其径向向外端部处且在其面22上连接到叶片外部平台扰流器60部 分，该部分在其内表面(下表面)61上径向向外限定了气流f的流动路径(图I和2C)。在其上游和下游端部部分处，叶片外部平台扰流器60部分以包覆扰流器62和63而终止。在所示实例中，叶片外部平台扰流器60部分的表面61呈现了相对于叶片或表面61的纵向方向的法向大致形成非零角度的倾斜直线轮廓(图2B)。作为变型，根据气流流动路径外表面的期望轮廓，表面61可以具有大致非直线的轮廓，例如为中凹的，并且/或者可以基本垂直于叶片纵向方向而延伸。同样在其径向向外端部处但在其面21上，翼面连接到叶片外部平台擦拭器70部分。在其外表面(上表面)72上，叶片外部平台擦拭器70部分限定了凹陷部或浴盆部73(图I和2A)。沿着浴盆部73的上游和下游边缘，部分70承载具有齿形轮廓的擦拭器74和75，这些擦拭器的尖端可以穿透到涡轮机环部(未显示)的可磨蚀材料层内，以便减小叶片尖端和涡轮机环部之间的间隙。如图I所示，叶片内部平台40部分、叶片抗倾斜壁50部分、叶片外部平台扰流器60部分和叶片外部平台擦拭器70部分分别仅出现在翼面的ー个面上。换句话说，翼面的与包括这些元件中的一个或更多个的面相对的面上不存在该相同元件或这些相同元件。因此，在本发明的叶片中，由有区别的不同元件(在此处所述的实例中也就是由叶片内部平台40部分和叶片抗倾斜壁50部分)执行了习惯上由出现在翼面径向向内端部处的同一个元件执行的(在径向外側)限定流动路径的功能和抗倾斜功能。同样，在本发明的叶片中，由有区别的不同元件(在此处所述的实例中也就是由叶片外部平台扰流器60部分和叶片外部平台擦拭器70部分)执行了习惯上由出现在翼面径向向外端部处的同一个元件执行的流动路径限定和倾斜密封。图3极为示意性地显示了纤维坯件100，能够通过该纤维坯件开始对纤维叶片预成型件进行成形，以便在通过基质进行致密化并且可能的机加工之后获得由复合材料制成的叶片，该叶片带有整合后的内部平台、抗倾斜壁、叶片外部平台扰流器和擦拭器部分，如图I所示。坯件100包括通过三维编织或多层编织而获得的两个部分102和104，图3中只是显示了这三个部分的外売。部分102在成形之后被设计为构成纤维叶片预成型件的与翼面和叶根预成型件对应的一部分。部分104在成形之后被设计成构成纤维叶片预成型件的与叶片抗倾斜部分、叶片外部平台擦拭器部分、叶片内部平台部分和叶片外部平台扰流器部分的预成型件对应的那些部分。两个部分102和104的形式为基本在与待制造的叶片的纵向方向对应的方向X上延伸的条带。纤维条带102在其设计为构成翼面预成型件的部分中呈现出根据待制造叶片的翼面轮廓厚度确定的可变厚度。在其设计为构成根部预成型件的部分中，纤维条带102呈现出根据待制造叶片的根部厚度确定的额外厚度103。纤维条带102的宽度I根据待制造叶片的翼面和根部的已发展出的(扁平)轮廓的长度来选定，而纤维条带104和106中每ー个的宽度L均大于根据待制造的叶片抗倾斜壁、内部平台、叶片外部平台扰流器和擦拭器部分而选定的I。纤维条带104具有根据待制造叶片的抗倾斜壁、内部平台以及外部平台扰流器和 擦拭器部分的厚度确定的基本恒定的厚度。条带104包括第一部分104a、第二部分104b和第三部分104c，该第一部分沿着条带102的被设计为构成翼面压カ面的第一表面102a且邻近该第一表面而延伸，该第二部分沿着条带102的设计为构成翼面抽吸面的第二表面102b且邻近该第二表面而延伸，该第三部分沿着条带102的第一表面102a且邻近该第一表面而延伸。条带104的部分104a和104b通过连接部分140c而连结，该连接部分在与待制造叶片的抗倾斜壁部分和内部平台部分的位置对应的位置处相对于条带102横向地延伸。条带104的部分104b和104c通过连接部分150c而连结，该连接部分在与待制造叶片的外部平台擦拭器部分和外部平台扰流器部分的位置对应的位置处相对于条带102横向地延伸。根据叶片的外部平台擦拭器部分处、叶片外部平台扰流器部分处、抗倾斜壁部分处和叶片内部平台部分处的期望几何形状，连接部分140c和150c可以横穿条带102，从而基本垂直于坯件的纵向方向X而进入且/或露出，或者沿循如下文中相对于图10A、10B、IIA和IlB所述的弯曲轮廓。正如在下文中将要更为具体地描述到的，通过同时在X方向上对多个连续坯件100进行连续编织，条带102和104通过三维编织而同时进行编织，但在条带102和条带104的部分104a、104b和104c之间不进行连结。图4至图6极为示意性地显示了如何能够由纤维坯件100开始来获得形状接近待制造叶片形状的纤维预成型件。条带102在额外厚度103所在的一端处被切割，并且在略微超过连接部分150c的另一端处被切割，以便获得长度对应于待制造叶片的纵向尺寸的条带120，其中膨胀部分130由额外厚度103的一部分构成并且位于与待制造叶片的根部位置对应的位置处。此外，在条带104的部分104a和104c的端部处并在其部分104b中进行切断，从而释放了延伸到连接部分140c的任ー侧的独立部段140a和140b以及释放了位于连接部分150c的任一侧上的独立部段150a和150b，如图4所示。部分140a、140b、150a和150b的长度根据待制造叶片中的内部平台、抗倾斜壁、夕卜
部平台扰流器和外部平台擦拭器部分的长度来确定。由于在条带102和条带104的部分104a、104b和104c之间缺乏连结，所以部分140a、140b、150a和150b能够在不切割纱线的条件下垂直于条带102折回，从而形成如图5所示的多个板件。随后通过利用条带102的变形而进行的模塑来获得待制造叶片的纤维预成型件200，以便再现叶片翼面的中凹轮廓。部分140a和140b也进行变形以再现分别与叶片的内部平台部分(具体是利用其包覆扰流器)的形状和叶片的抗倾斜壁部分的形状相似的形状。同样，部分150a和150b进行变形以再现分别与叶片的外部平台扰流器部分的形状和叶片的外部平台擦拭器部分的形状相似的形状(參见图5)。由此获得的预成型件200具有包括表面220a (设计为构成翼面的压カ面)和表面220b (设计为构成翼面的抽吸面)的翼面预成型件部分220、根部预成型件部分230 (带有柄脚预成型件)、内部平台部分预成型件部分240、抗倾斜壁部分预成型件部分250、叶片外部平台包覆扰流器预成型件部分260以及外部平台擦拭器部分预成型件部分270 (图6)。如下文所述，有利地，在对坯件的纤维进行处理并且使其滲透有固结成分之后执行以纤维坯件开始制造叶片预成型件的各步骤。
下面将更为具体地描述用于纤维坯件100的三维编织方法。可以设想利用在坯件的纵向方向X上延伸的经纱来进行编织，要指出的是，也可以利用在该方向上的纬纱进行编织。通过使用重量可变的经纱来获得条带102的厚度在其长度上的变化。作为变型或者作为补充，可以改变纱线的支数(在纬线方向上的每单位长度的纱线数目)，在通过模塑而对预成型件进行成形的过程中，支数越少则越薄。因此，为了获得如图7中的扁平突出部所示的叶片翼面轮廓，可以使用具有如图8所示的可变重量和支数的3层经纱。在实施方案的一个实例中，所用纱线可以是由日本公司Nippon Carbon提供的名为“Nicalon”的碳化硅(SiC)纱线，其重量(丝线数目)为O. 5K (500根丝线)。经线被制作为带有通过组合两根O. 5K纱线而获得的O. 5K SiC纱线和IK SiC纱线，这两根纱线通过包覆而组合。有利地利用能够在编织之后消除掉的临时性质的丝线来执行包覆，例如利用能够通过溶解于水中来消除的聚こ烯醇(PVA)丝线。下面的表I对于每一列经纱给出了支数(在轮廓长度上的纱线数目/cm)、0. 5K纱线的数目、IK纱线的数目以及以mm计的轮廓厚度，后者在大约Imm和2. 5mm之间变化表I
列-14 11| 2l 3| 4| si el 7 Fj 田 ο] 11 I 12 I O I 14 I 15 I 16 | I | 18 I 19支数 6666666 8 8 8 8 B 8 8 8 8 [ 8 [ 8 6
0.5K 纱I I
线的数 3333333 2 I O O O O O O 0 2 11 3
H —
2 0 0 0 0 0 0 O I 2 3 3 3 3 3 3 3 1 2 O
线的*I
_y_________________Il —
厚度 I I [I IJ I 1} if IIJ2 Γ .5 I^J 22 J 2.4] 2,5 2.4 2.4 2.2 2.1 [ 1.8 [ L5 [ 1.2自然，根据可获得的纱线重量，对于待获得的轮廓可以采用纱线层数目与支数变化值及重量的不同組合。图9A、9B在经线截面中显示了编织物的两个连续平面，该编织物能够用于编织额外厚度103外侧的图3中的纤维坯件100。纤维坯件100的条带102包括ー组经纱层，层数在此例如等于3 (层Cn、C12、C13)。经纱通过三维编织而由纬纱h连结。条带104还包括一组经纱，例如等同地等于3 (层C21、C22、C23)，其通过三维编织而由纬纱t2连结，像条带102那样。要注意的是，纬纱、并不延伸到条带104的经纱层内，纬纱t2也并不延伸到条带102的经纱层内，其目的是使得它们不进行连结。
在所示实例中，编织是利用缎纹型或多重缎纹型编织物进行的多层编织。可以使用其它类型的三维编织，例如利用多重平织物的多层编织或者利用“互锁”型编织物的编织。“互锁”编织在此意指这样的编织，其中每ー层纬纱连结数层经纱与在编织物平面中具有相同路径的给定经线列的所有纱线。文献W02006/136755中具体地描述了三维编织的不同方法。图IOA和IOB为平行于分别由图3中的纤维坯件的条带104的连接部分140c和150c横穿条带102处的经线方向和纬线方向的截面图。图IOA显示了经纱在连接部分140c处的条带102的表面102a (压カ面)一侧上进入条带104。在该位置处，条带104的每ー层经纱(在此为层C21、C22, C23)穿透到沿循中凹轮廓的条带102 (例如图IOA所示的条带)的纬纱b之间。图IOB显示了经纱在连接部分140c处的条带102的表面102b (抽吸面)ー侧上露出条带104。在该位置处，条带104的每ー层经纱(在此为层C21、C22、C23)沿循中凹轮廓而露出在条带102 (例如图IOB所示的条带)的纬纱、之间。自然，根据抗倾斜壁部分和内部叶片平台部分的期望形状，条带104的经纱层能够利用不同轮廓(例如直线轮廓)进入条带102并从该条带露出。在编织过程中，通过使条带104的每ー根经纱单独地横穿条带102的所有经纱和纬纱，从而实现了使条带104从条带102的ー侧穿过到另ー侧。图IOC为由条带104的连接部分140c横穿条带102处的纬线截面图。可观察到，条带104的经纱层(在此为层C21、C22, C23)以及当然的条带104的纬纱h将不会在与其进入条带102的位置相同的位置处从条带102重新露出。事实上，在其进入(在面102a—侧上)条带102及其露出(在面102b —侧上)之间，条带104的经纱在距离Cl1上被保持在条带102之内，该距离可以在连接部分140c处在部分104a和104b之间形成偏移量(图3)。如图I所示，该偏移量可以在翼面20的方向上形成位于抗倾斜壁部分50上方的叶片内部平台部分40。图IlA和IlB为平行于由图3中的纤维坯件的条带104的连接部分150c横穿条带102处的经线方向和纬线方向的截面图。图IlA显示了经纱在连接部分150c处的条带102的表面102b (抽吸面)一侧上进入条带104。在该位置处，条带104的每ー层经纱(在此为层C21、c22、c23)穿透到沿循中凹轮廓的条带102 (例如图IlA所示的条带)的纬纱之间。图IlB显示了经纱在连接部分150c处的条带102的面102a (压カ面)一侧上露出条带104。在该位置处，条带104的每ー层经纱(在此为层C21、C22、C23)沿循中凹轮廓而露出在条带102 (例如图IlB所示的条带)的纬纱、之间。当然，根据叶片外部平台扰流器部分和叶片外部平台擦拭器部分的期望形状，条带104的经纱层能够利用具有不同形状的轮廓(例如直线轮廓)进入条带102并从该条带露出。图IlC为由条带104的连接部分150c横穿条带102处的纬线截面图。可观察到，条带104的经纱层(在此为层C21、C22、C23)以及当然的条带104的纬纱h将不会在与其进入条带102的位置相同的位置处从条带102露出。事实上，在其进入(在面102b —侧上)条带102及其露出(在面102a —侧上)之间，条带104的经纱在距离d2上被保持在条带102之内，该距离使得在连接部分150c处在部分104b和104c之间产生偏移量(图3)。如图I所示，该偏移量可以在翼面20的方向上形成位于叶片外部平台扰流器部分60上方的叶片外 部平台擦拭器部分70。通过利用具有更大重量和附加纬纱层的纬纱能够获得额外厚度103。在图12A中，纬纱层的数量在该实例中在条带102的部分10 (对应于叶片的柄脚)和条带102的具有额外厚度103的部分1023之间从4变化到7。此外,使用具有不同重量的纬纱tp t’p t'，纱线h例如为重量O. 5K (500根丝线)的“Nicalon” SiC纱线，纱线t’!通过组合两根O. 5K纱线而获得，纱线t'通过组合三根O. 5K纱线而获得。在坯件部分1023中，需要对数目大于部分10 的经纱层进行编织。通过组合来自部分10 中的两个经线平面的经纱而在部分1023中构成每一个经线平面，从而减少经线平面的数目，进而在部分10 和部分1023之间过渡的过程中有利地实现了上述目的。图12B和12C显示了在部分10 中两个毗邻的经线平面，并且图12D显示了通过组合图12B和12C中的经线平面而在部分1023中获得的经线平面。在图12B、12C和12D中，出于简化的原因而并未显示经纱(如图8所示)或纬纱的不同重量。一方面在图12B、12C之间另一方面在和图12D之间，虚线显示了图12B、12C中的不同层的经纱如何形成图12D中的经纱层。当然，能够采用纬线层数目和纬纱重量的不同组合来形成额外厚度103。根据图13示意性地显示的另ー个实施方案，可以通过在对条带102进行编织的过程中导入插入物而获得额外厚度103。在图13中，在条带102的部分10 中的对应于叶片柄脚的纬纱层组T1在编织过程中通过略去连结而被分成两个次组Tn、T12，插入物103i被插入次组Τη、Τ12之间。在所示实例中，部分10 的厚度大于条带102的对应于叶片翼面的部分1022的厚度。按照上述的对于图12A中的部分10 和1023之间的过渡部的同样方式，可以在部分1022和部分10 之间形成过渡部。由条带104在图3的连接部分140c处穿过条带102能够可选地经过加厚部分10 来执行。在插入物103的与部分10 相対的端部处，通过编织使纬纱层次组Tn、T12再次结合，从而形成与部分10 厚度相同的部分102’ i，随后通过减小厚度而形成与部分1022厚度相同的部分102’2，部分102’2形成对应于用于随后编织坯件的叶片翼面部分。插入物IOS1优选地由一体陶瓷制成，优选为与待制造叶片的复合材料的基质的陶瓷材料为同样的陶瓷材料。因此，插入物IOS1可以是通过烧结SiC粉末而获得的SiC块。
如图14中极为示意性地所示，通过编织条带300而能够获得多个纤维坯件100，在条带300中形成一排或更多排连续的纤维坯件。在经线方向(只是经纱)上以及在纬线方向(只是纬纱)上设置额外长度区域310、320，以便避免与编织相关的边缘现象，从而在预成型件成形的过程中保留更大的变形自由度，并且在坯件100之间提供过渡区域。图15显示了实施方案的变型，根据该变型，条带400利用在垂直于条带的纵向方向的纬线方向上进行编织的ー排坯件100而制成。在经线方向上以及在纬线方向上也设置额外长度区域410、420。能够编织数排坯件100，为此目的对条带400的宽度进行调整。图16中显示了根据本发明的一个实施方案的用于由复合材料制成的叶片的制造方法的连续步骤。在步骤501中，通过三维编织而编织得到的纤维条带具有多个纤维坯件，例如在经线方向上取向的数行纤维坯件，如图15所示。对于设计为使用在高温下特别是在腐蚀性环境(特别是潮湿环境)下的涡轮机组叶片，用于编织的纱线由陶瓷纤维制成，特别是由碳 化娃(SiC)纤维制成。在步骤502中，对纤维条带进行处理，以消除纤维上存在的油污以及纤维表面上存在的氧化物。通过酸处理，特别是通过浸入氢氟酸浴中而实现氧化物的消除。如果通过酸处理无法消除油污，则执行用于消除油污的在先处理，例如通过简易热处理来分解油污。在步骤503中，通过化学气相渗透或CVI而在纤维条带的纤维上形成ー薄层界面涂层。界面涂层的材料例如为热解碳或高温碳(PyC)、氮化硼(BN)或者掺硼碳(BC，其中例如B的原子百分比(以％计)占到5至20%，其余部分为C)。薄层界面涂层优选地具有较小厚度，例如至多等于100纳米，甚或至多等于50纳米，从而维持纤维坯件的良好变形性。优选地，该厚度至少等于10纳米。在步骤504中，利用固结复合物灌注具有涂覆有薄的界面涂层的纤维的纤维条带，该固结复合物典型地为树脂，其可以在溶剂中进行稀释。可以使用碳前体树脂(例如酚醛树脂或呋喃树脂)或者陶瓷前体树脂(例如SiC的聚硅氨烷或聚硅氧烷树脂前体)。在通过在树脂中除去任何溶剂而干燥(步骤505)之后，可以执行树脂的预固化(步骤506)。预固化或部分交联使得硬度増大，由此使的強度増大，同时仍然保留制造叶片预成型件所需的可变形性。在步骤507中，对单个纤维坯件进行切割，如图4和5所示。在步骤508中，对由此切割的纤维坯件进行成形(如图5和6所示)并将其置于模具中，该模具例如由石墨制成，用于形成翼面和根部的预成型件部分以及内部平台部分、抗倾斜壁部分、叶片外部平台扰流器部分和外部平台擦拭器部分的预成型件部分。此后，完成树脂的交联(步骤509)，并且对交联后的树脂进行热解(步骤510)。交联和热解可以通过在模具中逐渐升高温度而接连进行。在热解之后，获得通过热解残余物固结的纤维预成型件。固结树脂的量选择为使得热解残留物充分地连结预成型件的纤维，以便能够在不借助工具而保持其形状的同时对其进行处理，要指出的是，所选择的固结树脂的量优选为越少越好。由消除油污、酸处理和形成用于由SiC纤维制成的基质的界面涂层的各步骤都是公知的。可以參考文献U5，071，679。通过CVI形成第二界面层(步骤511)，以便基本获得纤维基质的界面，该界面的厚度足以提供其缓解复合材料脆性的功能。第二界面层能够是选自PyC、BN、BC之中的ー种材料，并不必然与第一界面层的材料相同。第二界面层的厚度优选为至少等于100纳米。如前文所述，制造两层界面是优选的。在SNECMA Propulsion Solide的法国专利申请No. 0854937中对其进行了描述。随后通过已固结预成型件的基质执行致密化。对于设计为在高温下特别是在腐蚀性环境下使用的涡轮机组叶片，基质为陶瓷的，例如为SiC的。可以通过CVI来执行致密化，其中第二界面层的形成以及通过基质进行的致密化能够在相同炉子中接连进行。
致密化可以在两个连续步骤(步骤512和步骤514)中进行，这两个连续步骤被将叶片加工到期望尺寸的步骤513分开。将注意到，在步骤509和510之间，也就是说在交联之后树脂的热解之前可以执行预加工操作。图17中给出了根据本发明的另ー个实施方案的由复合材料制成的叶片的制造方法的连续步骤。步骤601 (其由对具有多个纤维坯件的纤维条带进行三维编织构成)和步骤602(其由用于消除油污和氧化物的处理构成)与图16中的实施方案的步骤501和502相似。在步骤603中，从纤维条带中切割掉单个纤维坯件，然后每ー单个纤维坯件在模具或模型中进行成形(步骤604)，以便通过形成翼面和根部的预成型件部分以及内部平台部分、抗倾斜壁部分、叶片外部平台扰流器部分和外部平台擦拭器部分的预成型件部分来获得纤维叶片预成型件。在步骤605中，在保持在模型中的预成型件的纤维上通过CVI形成界面脆性缓解涂层。如前文所述，界面涂层的材料例如为PyC、BN或BC。界面涂层的厚度大略为一至数百纳米。在预成型件仍然被保持在模型中的条件下通过部分致密化执行预成型件的固结(步骤606)，该固结通过在纤维上由CVI形成陶瓷沉积物来执行。通过CVI形成界面涂层以及通过CVI而由陶瓷沉积物进行固结可以在相同的CVI炉子中接连进行。模型优选为由石墨制成，并且呈现了多个孔，以便于反应性气相物经过，这些气相物通过CVI给出了界面沉积物。当进行了充分固结从而能够在不借助保持工具而仍然保留其形状的同时对其进行处理时，从模型中移除已固结的预成型件，并在通过CVI而由陶瓷基质执行致密化。致密化可以在两个连续步骤(步骤607和步骤609)中进行，这两个连续步骤被将叶片加工到期望尺寸的步骤608分开。在前文中，已经考虑了通过使用具有可变厚度和/或支数的纱线来制造可变厚度的翼面轮廓。作为变型，可以制造对应于翼面预成型件的纤维坯件部分，其具有特定数量的纱线层(该纱线的重量相同且支数固定)，在第一致密化步骤之后的加工过程中或者在对已固结的叶片预成型件进行预加工的过程中获得轮廓厚度的变化。另外，根据打算用于叶片的使用条件，叶片的纤维增强件的纤维可以由除了陶瓷之外的材料制成，例如由碳制成，并且基质可以由除了陶瓷之外的材料制成，例如由碳或树脂制成，本发明当然也可应用于制造由有机基质复合材料制成的叶片。
图18显示了将多个叶片510、520、530和540安装在涡轮机组转子或盘片500上，这些叶片呈现了与图I中的叶片10相似的结构。通过将每一个叶片的根部517、527、537、和547分别插入到设置在转子周边中具有匹配形状的凹ロ 501、502、503和504，从而将叶片510、520、530和540安装在转子500上。如前文对于叶片10所述的那样，各个叶片510、520,530和540的各自的翼面516、526、536和546在其各自的表面(抽吸面)512、522、532和542上包括各自的内部平台部分(在其端部处包括包覆扰流器)518、528、538和548以及各自的叶片外部平台扰流器部分514、524、534和544。此外，在其各自的面(压カ面)511、521,531和541上，各个翼面516、526、536和546包括各自的抗倾斜壁部分513、523、533和543以及各自的叶片外部平台擦拭器部分515、525、535和545。如图18所示，叶片彼此嵌套，一个已经安装的叶片(例如叶片530)在其抗倾斜壁部分(在此为533)上方接收毗邻叶片的内部平台部分(在此为叶片540的平台部分548)。同样，叶片530在其叶片外部平台擦拭器部分535上方接收叶片540的叶片外部平台扰流器部分544。 一旦安装在一起，每ー个叶片(在此例如为叶片520)在其翼面(在此为翼面526)的每ー侧上包括习惯上出现在其径向向内端部处的功能，从而得到在此通过组合抗倾斜壁部分513和523而提供的抗倾斜功能以及在此通过组合内部平台部分528和538而提供的限定流动路径的功能，并且每一个叶片在其翼面的每ー侧上包括习惯上出现在其径向向外端部的功能，从而得到通过组合外部平台扰流器部分524和534而提供的限定流动路径的功能以及通过组合外部平台擦拭器部分515和525而提供的密封功能。前文结合图I所描述的叶片10在其翼面20的抽吸面上包括叶片平台部分40和叶片外部平台擦拭器部分70，同时其在其翼面20的压カ面上包括抗倾斜壁部分50以及叶片外部平台扰流器部分60。根据实施方案的变型，叶片内部平台和叶片外部平台擦拭器部分能够设置在叶片翼面的压カ面上，而抗倾斜壁和叶片外部平台扰流器部分能够设置在叶片翼面的抽吸面上。根据实施方案的其它变型，叶片内部平台、叶片外部平台擦拭器、抗倾斜壁和叶片外部平台扰流器部分在叶片翼面的各面上能够分布为使得翼面在其翼面的一个面上仅包括叶片内部平台、叶片外部平台擦拭器、抗倾斜壁和叶片外部平台扰流器部分的各部分中的ー个，其它三个部分设置在翼面的另ー个面上，或者使得所述四个部分全部出现在翼面的相同面上。然而，对于各块体在叶片上的更佳分布，叶片优选地在翼面的ー个面上包括两个部分，且在相对面上包括其它两个部分。按照根据本发明的叶片的实施方案的其它变型，叶片内部平台、叶片外部平台擦拭器、抗倾斜壁和叶片外部平台扰流器的各元件的一部分能够出现在翼面的两个面上，而这些元件中的特定的其它部分仅出现在翼面的ー个面上，如前文所述。图19显示了实施方案的变型的这样的实例，其中叶片600包括内部平台640和所有叶片外部平台扰流器660，两者出现在翼面620的两个面622和623上，而只有抗倾斜壁650和叶片外部平台擦拭器670部分仅分别出现在翼面620的面623上。在此情况下，纤维条带设计为构成翼面(例如前文所述的条带102)并且在连接部分(例如前文所述的部分140c和150c)处被两个纤维条带(例如条带104)横穿，从而可以具有纤维条带的独立部分，以允许与抗倾斜壁和叶片外部平台扰流器部分一起制造内部平台和叶片外部平台扰流器。
权利要求
1.一种用于制造涡轮机组叶片(10)的方法，该涡轮机组叶片由包括纤维增强件的复合材料制成，该纤维增强件通过基质进行致密化，所述方法包括 -通过对整块纤维坯件(100)进行三维编织而进行制造， -对所述纤维坯件(100)进行成形，以便获得具有第一部分和至少一个第二部分的整块纤维预成型件(200)，所述第一部分构成翼面(220)和叶根(230)的预成型件，所述叶片翼面呈现出两个面，每个面均连接前缘和后缘，所述第二部分仅出现在所述叶片翼面的一个面上，并且所述第二部分构成如下元件中的至少一个的预成型件叶片内部平台(240)、叶片抗倾斜壁(250)、叶片外部平台扰流器(260)和叶片外部平台擦拭器(270)， -通过基质来对所述预成型件进行致密化，以便获得由具有纤维增强件的复合材料制成的叶片，所述纤维增强件由所述预成型件构成并且通过所述基质进行致密化，并且所述叶片与仅出现在所述叶片翼面的一个面上的如下元件中的一个的至少一部分形成单一件叶片内部平台(40)、叶片抗倾斜壁(50)、叶片外部平台扰流器(60)和叶片外部平台擦拭器(70)。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，在与待制造的翼片的纵向方向相对应的所述纤维坯件的纵向方向上，所述纤维坯件具有第一组(102)数层纱线和第二组(104)数层纱线，所述第一组数层纱线相互连结以构成所述坯件的第一部分，该第一部分对应于所述翼面(220)和叶根(230)的预成型件，所述第二组数层纱线至少局部地相互连结以在所述叶片翼面的一个面上构成所述坯件的至少一个第二部分，该第二部分对应于如下元件中的至少一个的一部分的预成型件叶片内部平台(240)、叶片抗倾斜壁(250)、叶片外部平台扰流器(260)和叶片外部平台擦拭器(270)，所述第一组(102)纱线层的纱线并未连结到所述第二组(104)纱线层的纱线，并且所述第一组纱线层在所述坯件的所述第二部分或每一个第二部分处被所述第二组纱线层的纱线横穿。
3.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，在与待制造的纤维坯件的纵向方向相对应的纵向方向上，所述纤维坯件包括 -第一组(102)数个纱线层，所述第一组数个纱线层相互连结以形成所述坯件的第一部分，该第一部分对应于所述翼面(220)和叶根(230)的预成型件； -第二组(104)数个纱线层，所述第二组数个纱线层至少局部地相互连结以在所述翼面的一个面上形成所述坯件的至少一个第二部分和所述坯件的至少一个第三部分，所述第二部分对应于叶片内部平台(240)部分和/或叶片外部平台扰流器(260)部分的预成型件，所述第三部分对应于叶片抗倾斜壁(250)部分和/或叶片外部平台擦拭器(270)部分的预成型件； 第一组(102)纱线层的纱线并未连结到所述第二组(104)纱线层的纱线，并且 所述第一组(102)纱线层在所述纤维坯件的所述第二部分或每一个第二部分处并且在所述纤维坯件的所述第三部分或每一个第三部分处被所述第二组(104)纱线层的纱线横穿。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述纤维坯件与连续的第二组纱线层和第三组纱线层进行编织，并且所述纤维坯件的成形包括切除，意即，将位于所述纤维坯件的所述第二部分或每一个第二部分以及所述纤维坯件的所述第三部分或每一个第三部分外侧的所述第二组纱线层的部分切割掉。
5.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，在与待制造的纤维坯件的纵向方向对应的纵向方向上，所述纤维坯件包括 -第一组数层纱线，所述第一组数层纱线相互连结以形成所述坯件的第一部分，该第一部分对应于所述翼面和叶根的预成型件； -第二组数层纱线，所述第二组数层纱线至少局部地相互连结以在所述翼面的一个表面上形成所述坯件的至少一个第二部分和所述坯件的第三部分，所述第二部分对应于如下元件中的至少一个的一部分的预成型件叶片内部平台、叶片抗倾斜壁、叶片外部平台扰流器和叶片外部平台擦拭器，所述第三部分对应于除了由所述第二部分构成的预成型件之外的所述元件中的全部或一部分的预成型件；以及 -第三组数层纱线，所述第三组数层纱线至少局部地相互连结以在所述翼面的一个面上形成所述坯件的至少一个第四部分和所述坯件的第五部分，所述第四部分对应于除了由所述第二部分和第三部分构成的预成型件之外的其它元件中的一个的全部或部分的预成型件，所述第五部分的元件对应于除了由所述第二部分、第三部分和第四部分构成的预成型件之外的其它元件中的一个的全部或部分的预成型件； 所述第一组纱线层的纱线并未连结到所述第二组纱线层和第三组纱线层的纱线，并且 所述第一组纱线层在所述纤维坯件的所述第二部分、第三部分、第四部分和第五部分处被所述第二组纱线层和第三组纱线层的纱线横穿。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述纤维坯件与连续的第二组纱线层和第三组纱线层进行编织，并且所述纤维坯件的成形包括切除，意即，将位于所述纤维坯件的所述第二部分、第三部分、第四部分和第五部分外侧的所述第二组纱线层和第三组纱线层的部分切割掉。
7.根据权利要求I至6中的任意一项所述的方法，其特征在于，在所述纤维坯件的第一部分中并且在与沿着待制造叶片中的可变厚度的翼面轮廓延伸的方向对应的方向上，所述第一组纱线层中的纱线层数量是恒定的。
8.根据权利要求I至7中的任意一项所述的方法，其特征在于，通过三维编织来制造条带(400 )，该条带包括一系列纤维坯件(100 )。
9.一种涡轮机组叶片(10)，由包括纤维增强件的复合材料制成，所述纤维增强件通过对纱线进行三维编织而获得并通过基质进行致密化，所述叶片包括构成翼面(20)和叶根(30)的第一部分，所述叶片翼面(20)呈现了两个面(22、23)，每个面均连接前缘(20a)和后缘(20b)， 其特征在于，所述第一部分与至少一个第二部分形成单一件，所述第二部分仅出现在所述叶片翼面的一个面上，并且构成如下元件中的至少一个的一部分叶片内部平台(40)、叶片抗倾斜壁(50)、叶片外部平台扰流器(60)和叶片外部平台擦拭器(70)，所述纤维增强件的与所述叶片的第一部分和第二部分对应的那些部分至少部分地相互叠盖，其中所述纤维增强件的第一部分的纱线穿透到所述纤维增强件的第二部分内。
10.根据权利要求9所述的叶片，其特征在于，所述第二部分构成如下元件中的一个的一部分叶片内部平台(40)、叶片抗倾斜壁(50)、叶片外部平台扰流器(60)和叶片外部平台擦拭器(70)，并且所述第一部分还与至少一个第三部分形成单一件，所述第三部分构成除了已经由所述第二部分构成的预成型件之外的其它元件中的至少一个的一部分，所述第三部分仅出现在所述翼面的一个面上， 所述纤维增强件的与所述叶片的第一部分、第二部分和第三部分对应的那些部分至少部分地相互叠盖，其中所述纤维增强件的第一部分的纱线穿透到所述纤维增强件的第二部分和第三部分内。
11.根据权利要求10所述的叶片，其特征在于，所述第一部分还与至少一个第四部分形成单一件，所述第四部分构成除了由所述第二部分和第三部分构成的预成型件之外的所述元件中的至少一个的一部分，所述第四部分仅出现在所述翼面的一个面上， 所述纤维增强件的与所述叶片的第一部分、第二部分、第三部分和第四部分对应的那些部分至少部分地相互叠盖，其中所述纤维增强件的第一部分的纱线穿透到所述纤维增强件的第二部分、第三部分和第四部分内。
12.根据权利要求11所述的叶片，其特征在于，所述第一部分还与至少一个第五部分形成单一件，所述第五部分构成除了由所述第二部分、第三部分和第四部分构成的预成型件之外的其它元件中的至少一个的一部分，所述第五部分仅出现在所述翼面的一个面上， 所述纤维增强件的与所述叶片的第一部分、第二部分、第三部分、第四部分和第五部分对应的那些部分至少部分地相互叠盖，其中所述纤维增强件的第一部分的纱线穿透到所述纤维增强件的第二部分、第三部分、第四部分和第五部分内。
13.根据权利要求9所述的叶片(600)，其特征在于，所述第二部分构成如下其中一个元件的一部分叶片内部平台、叶片抗倾斜壁(650)、叶片外部平台扰流器和叶片外部平台擦拭器(670)，所述第一部分与至少一个第三部分形成单一件，所述第三部分构成除了由所述第二部分构成的预成型件之外的其它元件中的至少一个的全部或一部分， 所述纤维增强件的与所述叶片的第一部分、第二部分和第三部分对应的那些部分至少部分地相互叠盖，其中所述纤维增强件的第一部分的纱线穿透到所述纤维增强件的第二部分和第三部分内。
14.一种涡轮机组盘片，包括多个根据权利要求9至13中的任意一项所述的叶片。
15.一种涡轮机组，配备有根据权利要求9至13中的任意一项所述的叶片，或者该涡轮机组根据权利要求I至8中的任意一项所述的方法制造而成。
全文摘要
一种涡轮机组叶片(10)，由包括纤维增强件的复合材料制成，所述纤维增强件通过对丝线进行三维编织而获得并通过基质进行致密化，所述叶片包括构成翼面(20)和叶根(30)的第一部分，所述叶片翼面(20)具有两个面(22、23)，每个面均将前缘(20a)连接到后缘(20b)。所述第一部分与至少一个第二部分形成单一件，所述第二部分仅出现在叶片翼面的一个面上，并且构成如下元件中的至少一个的一部分叶片平台(40)、防止叶片摇摆的柄脚(50)、叶片包覆扰流器(60)和叶片包覆擦拭器(70)，所述纤维增强件的与叶片的第一部分和第二部分对应的那些部分至少局部地相互叠盖，其中纤维增强件的第一部分的丝线穿透纤维增强件的第二部分。
文档编号F01D5/14GK102971135SQ201180031842
公开日2013年3月13日 申请日期2011年6月22日 优先权日2010年6月28日
发明者C·鲁西耶, J·马泰奥 申请人:赫拉克勒斯公司, 斯奈克玛公司