纪福森，徐 磊

（中国航发沈阳发动机研究所，沈阳110015）

0 引言

连续纤维增强钛基复合材料与钛合金相比具有更高的比强度和比模量，并且具有更好的耐热性，可在600℃以上的高温环境下使用，这些特点均使其有望用于制造未来先进航空航天高性能发动机部件。20世纪90年代，美国、英国、德国、法国和日本相继开展了连续纤维增强钛基复合材料在航空发动机压气机整体叶环/叶盘上的应用研究，利用连续纤维增强钛基复合材料增强压气机转子，满足其高转速和高温度的要求，提高结构承载能力并减轻结构重量。

为了适应未来高推重比航空发动机研制的需要，本文简要介绍了国内外连续纤维增强钛基复合材料整体叶环设计、制造和试验研究情况，并以某压气机转子级为研究对象，提出了不同结构形式连续纤维增强钛基复合材料整体叶环/叶盘的设计方案，并从强度、重量、制造可行性和经济性等方面对这些设计方案进行了对比分析，以期为连续纤维增强钛基复合材料整体叶环设计提供参考。

1 国内外研究现状

1.1 连续纤维增强钛基复合材料的制备工艺

连续纤维增强钛基复合材料的制备分为预制体制备和固化压实2个步骤，如图1所示。连续纤维增强钛基复合材料预制体的制备工艺主要有3种：箔材-纤维-箔材法（FFF）、等离子喷射涂层法（MCM）和涂敷基材成分纤维法（MCF），其中MCF法多采用物理气相沉积（PVD）工艺制备质量很高的金属基复合材料先驱丝，具有纤维被基体均匀包围、纤维以先驱丝形式复合、纤维损伤小、体积分数可控等优点。……