用于喷气式发动机反推装置的热成形叶栅的制作方法
【技术领域】
[0001]本公开总体上涉及用于喷气式发动机的反推装置，并且更具体地涉及叶栅(cascade)型反推装置以及制造叶栅的方法。
【背景技术】
[0002]具有喷气式发动机的飞机通常配备有反推装置，其增加飞机着陆期间的阻力，由此缩减飞行器的速度。反推装置通过有效地逆转穿过喷气式发动机的废气的流动来增加阻力。在称为叶栅型的一类反推装置中，喷气式发动机舱上的转换整流罩(transcowl)向后平移以暴露由多个开放格板形成的叶栅。闭合阻流门致使穿过发动机的气流的旁路部分转向通过格板中的一连串周向排列的叶栅叶片，这些叶栅叶片被导向成向前重新定向气流，并由此产生反向推力。
[0003]制造叶栅格板耗时、劳动密集并由此而昂贵。当前叶栅格板利用纤维增强热固树脂来制造，其需要许多加工步骤和专门设备。例如，使用热固塑料需要融化预浸料坯、预固化强固板(strongback)、手工铺叠各个叶片、压塑成型以共同固化强固板至叶片，以及二次固化。
[0004]因此，需要这样一种用于喷气式发动机反推装置的叶栅，其构造简单并且生成起来不太昂贵。还需要一种制造叶栅的低成本方法，其缩减触摸劳力并且需要很少加工步骤和很少加工设备。
【发明内容】
[0005]本公开实施方式提供了一种供在反推装置中使用的轻质叶栅，其制造简单并且需要更少加工步骤来生成。复杂的、三维的、全热塑复合叶栅可以利用与不连续长纤维热塑复合格板共固化的连续纤维强固板来快速制造。该强固板可以与格板分开制造，由此改进制造流程。格板中的强固板和叶片可以被模制成任何希望形状，以便沿任何希望方向重新定向旁路空气。该格板可以单个地或者以模块化子组件组来制造。因为预固化的强固板和格板能以单个工件制造，所以它们可以被组合成具有开口槽的最终高温固化工具，以相对于各个格板的叶片准确地索引刚性强固板。利用组合的另选硬工具嵌件和可溶心轴可实现期望的索引。
[0006]根据一个公开实施方式，提供了一种用于喷气式发动机反推装置的叶栅。所述叶栅包括与多个叶片共固化的多个强固板。每一个所述强固板都由具有连续纤维增强的聚合物树脂形成。每一个所述叶片都由具有不连续纤维增强的聚合物树脂(如热塑性材料)形成。所述叶片可以以多个模块化叶片组件布置。所述不连续纤维增强包括随机取向的短纤维。所述强固板组件和所述叶片在彼此固化之前被预固化。所述强固板组件利用连续纤维来增强。
[0007]根据另一公开实施方式，提供了一种制造用于喷气式发动机反推装置的叶栅格板的方法。该方法包括以下步骤:制造多个热塑叶片，制造多个热塑强固板，以及共固化所述叶片和所述强固板。制造所述多个热塑叶片的步骤可以通过压塑成型利用不连续纤维增强的热塑树脂来执行。制造所述多个强固板的步骤可以通过连续压塑成型用连续纤维增强的热塑树脂来执行。所述共固化通过以下步骤来执行:将所述热塑叶片和所述热塑强固板装载到压塑成型工具中，加热所述热塑叶片和热塑强固板中的每一个，以及利用所述压塑成型工具共固化所述叶片和所述强固板，以对着所述热塑强固板压缩所述热塑叶片。将所述热塑叶片和所述热塑强固板装载到压塑成型工具中的步骤包括以下步骤:将一组硬工具嵌件放置到第一组叶片腔中，并且将一组可膨胀可溶心轴放置到第二组叶片腔中。所述方法还可以包括以下步骤:在所述叶片和所述强固板已经共固化之后将其冷却，并且从所述压塑成型工具去除所述叶栅格板，这包括溶解所述可溶心轴。所述方法还可以包括以下步骤:在所述压塑成型加工工具内相对于所述强固板索引所述叶片。索引所述叶片包括将一组硬工具嵌件插入到由所述叶片形成的空腔中的步骤。
[0008]根据又一实施方式，提供了一种用于共固化多个强固板和多个叶片的装置。该装置包括一工具，该工具包括以相互关系固定的多个硬工具嵌件，所述多个硬工具嵌件能够插入由所述叶片形成的第一组空腔中。所述装置还包括多个心轴，所述多个心轴能够单个地插入由所述叶片形成的第二组空腔中。所述心轴可以是可溶化的。所述工具包括工具基体，并且所述多个硬工具嵌件被固定至所述工具基体。
[0009]而且，本公开包括根据下列条款的实施方式:
[0010]条款1、一种用于喷气式发动机反推装置的叶栅，该叶栅包括:
[0011]多个强固板，每一个强固板都由具有连续纤维增强的聚合物树脂形成；和
[0012]接合至所述强固板的多个叶片，并且每一个叶片都由具有不连续纤维增强的聚合物树脂形成。
[0013]条款2、根据条款I所述的叶栅，其中，所述聚合物树脂是热塑性树脂。
[0014]条款3、根据条款2所述的叶栅，其中，所述强固板和所述叶片被共固化。
[0015]条款4、根据条款I所述的叶栅，其中，所述多个叶片被布置在与所述多个强固板共固化的多个模块化叶片组件中。
[0016]条款5、根据条款I所述的叶栅，其中，所述不连续纤维增强包括随机取向的短纤维。
[0017]条款6、一种用于喷气式发动机反推装置的叶栅，该叶栅包括:
[0018]预固化的热塑强固板组件；和
[0019]与所述强固板共固化的预固化热塑叶片。
[0020]条款7、根据条款6所述的叶栅，其中，所述强固板组件利用连续纤维来增强。
[0021]条款8、根据条款6所述的叶栅，其中，所述叶片利用不连续纤维来增强。
[0022]条款9、根据条款6所述的叶栅，其中，所述叶片被布置为多个叶片组件，所述多个叶片组件中的每一个都包括多个叶片并且位于所述强固板之间且与所述强固板一起固化。
[0023]条款10、一种制造用于喷气式发动机反推装置的叶栅格板的方法，该方法包括以下步骤:
[0024]制造多个热塑叶片；
[0025]制造多个热塑强固板；以及
[0026]共固化所述叶片和所述强固板。
[0027]条款11、根据条款10所述的方法，其中，制造多个热塑叶片的步骤通过压塑成型用不连续纤维增强的热塑树脂来执行。
[0028]条款12、根据条款10所述的方法，其中，制造多个热塑强固板的步骤通过连续压塑成型用连续纤维增强的热塑树脂来执行。
[0029]条款13、根据条款10所述的方法，其中，共固化所述热塑叶片和所述热塑强固板的步骤包括:
[0030]将所述热塑叶片和所述热塑强固板装载到压塑成型工具中；
[0031]加热各所述热塑叶片和所述热塑强固板；以及
[0032]利用所述压塑成型工具共固化所述叶片和所述强固板，以对着所述热塑强固板压缩所述热塑叶片。
[0033]条款14、根据条款13所述的方法，其中，将所述热塑叶片和所述热塑强固板装载到压塑成型工具中的步骤包括:
[0034]将一组硬工具嵌件放置到第一组叶片腔中；并且
[0035]将一组可膨胀的可溶心轴放置到第二组叶片腔中。
[0036]条款15、根据条款14所述的方法，所述方法还包括以下步骤:
[0037]在所述叶片和所述强固板已经共固化之后将其冷却；并且
[0038]从所述压塑成型工具去除所述叶栅格板，这包括溶解所述可溶心轴。
[0039]条款16、根据条款13所述的方法，所述方法还包括以下步骤:
[0040]在所述压塑成型工具内相对于所述强固板索引所述叶片。
[0041]条款17、根据条款16所述的方法，其中，索引所述叶片包括将一组硬工具嵌件插入到由所述叶片形成的空腔中。
[0042]条款18、一种用于共固化多个强固板和多个叶片的装置，该装置包括:
[0043]工具，该工具包括以相互关系固定的多个硬工具嵌件，所述多个硬工具嵌件能够插入由所述叶片形成的第一组空腔中；和
[0044]多个心轴，所述多个心轴能够单个地插入由所述叶片形成的第二组空腔中。
[0045]条款19、根据条款18所述的装置，其中，所述心轴是可溶的。
[0046]条款20、根据条款18所述的装置，其中，所述工具包括工具基体，并且所述多个硬工具嵌件被固定至所述工具基体。
[0047]这些特征、功能以及优点可以在本公开的不同实施方式中独立地实现，或者可以在其它实施方式中组合，其中进一步的细节可以参照下列描述和附图而清楚。
【附图说明】
[0048]例示性实施方式的被认为新颖的特征在所附权利要求中加以阐述。然而，当结合附图阅读时，该例示性实施方式以及优选使用模式、进一步的目的及其优点将通过参照本公开的例示性实施方式的