本公開的領(lǐng)域大致涉及燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，且更具體而言，涉及用于配設(shè)(tailoring)采用短纖維的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料面板的面內(nèi)特性的方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

至少一些已知的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)包括旋轉(zhuǎn)構(gòu)件，旋轉(zhuǎn)構(gòu)件安裝到軸，并且，被護(hù)罩和/或罩殼環(huán)繞，護(hù)罩和/或罩殼提供通過燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)支撐和空氣導(dǎo)流。例如，比如風(fēng)扇葉片、壓縮機(jī)以及渦輪之類的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件與非常接近于護(hù)罩或罩殼而行進(jìn)的相應(yīng)的構(gòu)件的尖端一起旋轉(zhuǎn)。在例如鳥類被吸入至燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中之類的一些事件的期間，葉片可能接觸護(hù)罩或罩殼。這樣的事件典型地造成對(duì)護(hù)罩或罩殼和葉片的損傷。損傷還可能導(dǎo)致燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)以較弱的能力操作，使修復(fù)成為必要。為了促進(jìn)減輕這樣的損傷且可能地預(yù)先阻止即時(shí)修復(fù)的必要性，一些護(hù)罩或罩殼裝備有可磨損面板，可磨損面板為比如風(fēng)扇葉片之類的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件中的至少一些限界。可磨損面板用來形成風(fēng)扇組件的流動(dòng)路徑的一部分。然而，在葉片接觸風(fēng)扇罩殼的可磨損面板的事件的期間，可磨損材料至少部分地彎曲，使對(duì)風(fēng)扇葉片的損傷最小化?？赡p面板設(shè)計(jì)成相對(duì)容易替換或修復(fù)，以致于使事件后的修復(fù)罩殼的總維護(hù)時(shí)間最小化。萬一發(fā)生較大的轉(zhuǎn)子不平衡且風(fēng)扇葉片接觸可磨損面板后面的風(fēng)扇罩殼構(gòu)件，則風(fēng)扇罩殼中的這些構(gòu)件可能未配置成充分地彎曲而防止對(duì)風(fēng)扇葉片的損傷。風(fēng)扇罩殼中的這些構(gòu)件通常形成為相對(duì)牢固且/或堅(jiān)硬。雖然這些強(qiáng)度和剛度的特性在許多實(shí)例中可能是理想的，但在其他實(shí)例中可能是不利的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在一個(gè)方面，風(fēng)扇組件包括：多個(gè)葉片，圍繞風(fēng)扇盤周向地隔開，多個(gè)葉片中的各葉片從該盤徑向地向外延伸至葉片尖端；和風(fēng)扇殼體組件，為多個(gè)葉片限界。風(fēng)扇殼體組件包括：徑向外部罩殼，包括徑向內(nèi)側(cè)；內(nèi)部結(jié)構(gòu)，包括內(nèi)表面和沿著徑向內(nèi)側(cè)延伸的蜂窩層；以及復(fù)合材料面板結(jié)構(gòu)，包括內(nèi)表面，并且，沿著內(nèi)部結(jié)構(gòu)內(nèi)表面周向地延伸。復(fù)合材料面板結(jié)構(gòu)包括僅部分地沿著復(fù)合材料面板結(jié)構(gòu)中的周向路徑、軸向路徑以及對(duì)角線路徑中的至少一者延伸的碳纖維、玻璃纖維以及芳族聚酸胺纖維中的至少一者的短纖維絲束。

在另一方面，制備帶有具有多個(gè)長(zhǎng)度和取向的短纖維絲束的復(fù)合材料面板結(jié)構(gòu)的方法包括，形成多個(gè)短纖維絲束的多個(gè)層，其中，各短纖維絲束具有小于大約十二英寸的長(zhǎng)度。各短纖維絲束沿著復(fù)合材料面板結(jié)構(gòu)沿軸向方向、周向方向以及對(duì)角線方向中的至少一者取向。各層中的至少一些短纖維絲束與同一層或相鄰層中的其他短纖維絲束端對(duì)端地鄰接。

在又一方面，渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)包括核心發(fā)動(dòng)機(jī)和風(fēng)扇組件，核心發(fā)動(dòng)機(jī)包括多級(jí)壓縮機(jī)，風(fēng)扇組件包括：風(fēng)扇，由通過核心發(fā)動(dòng)機(jī)中所生成的氣體而驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力渦輪來提供動(dòng)力；多個(gè)葉片，圍繞風(fēng)扇盤周向地隔開，多個(gè)葉片中的各葉片從盤徑向地向外延伸至葉片尖端；以及風(fēng)扇殼體組件，為多個(gè)葉片限界。風(fēng)扇殼體組件包括：徑向外部罩殼；內(nèi)部結(jié)構(gòu)，包括沿著外部罩殼的徑向內(nèi)側(cè)延伸的蜂窩層；以及復(fù)合材料面板結(jié)構(gòu)，圍繞內(nèi)部結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面周向地延伸，復(fù)合材料面板結(jié)構(gòu)包括僅部分地沿著復(fù)合材料面板結(jié)構(gòu)中的周向路徑、軸向路徑以及對(duì)角線路徑中的至少一者延伸的短纖維絲束。

本發(fā)明還提供了以下技術(shù)方案。

技術(shù)方案1．一種風(fēng)扇組件，包括：

多個(gè)葉片，圍繞風(fēng)扇盤周向地隔開，所述多個(gè)葉片中的各葉片從所述盤徑向地向外延伸至葉片尖端；和

風(fēng)扇殼體組件，為所述多個(gè)葉片限界，所述風(fēng)扇殼體組件包括：

徑向外部罩殼，包括徑向內(nèi)側(cè)；

內(nèi)部結(jié)構(gòu)，包括沿著所述徑向內(nèi)側(cè)延伸的內(nèi)表面；以及

復(fù)合材料面板結(jié)構(gòu)，包括內(nèi)表面，并且沿著所述內(nèi)部結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面周向地延伸，所述復(fù)合材料面板結(jié)構(gòu)包括僅部分地沿著復(fù)合材料面板結(jié)構(gòu)中的周向路徑、軸向路徑以及對(duì)角線路徑中的至少一者延伸的短纖維絲束。

技術(shù)方案2．根據(jù)技術(shù)方案1所述的風(fēng)扇組件，其中，所述復(fù)合材料面板結(jié)構(gòu)根據(jù)下列中的至少一者而延伸：在所述內(nèi)部結(jié)構(gòu)的軸向前部延伸，和在所述內(nèi)部結(jié)構(gòu)的軸向后部延伸。

技術(shù)方案3．根據(jù)技術(shù)方案1所述的風(fēng)扇組件，進(jìn)一步包括沿著所述復(fù)合材料面板結(jié)構(gòu)的所述內(nèi)表面周向地延伸的可磨損層。

技術(shù)方案4．根據(jù)技術(shù)方案1所述的風(fēng)扇組件，其中，所述復(fù)合材料面板結(jié)構(gòu)包括僅部分地環(huán)繞所述復(fù)合材料面板結(jié)構(gòu)的周界延伸的多個(gè)復(fù)合材料面板扇區(qū)。

技術(shù)方案5．根據(jù)技術(shù)方案1所述的風(fēng)扇組件，其中，所述復(fù)合材料面板結(jié)構(gòu)圍繞所述風(fēng)扇殼體組件的周界延伸360°，所述短纖維絲束周向地延伸小于45°。

技術(shù)方案6．根據(jù)技術(shù)方案1所述的風(fēng)扇組件，其中，所述纖維包括碳纖維、玻璃纖維、芳族聚酸胺纖維和這些纖維的組合中的至少一者。

技術(shù)方案7．根據(jù)技術(shù)方案1所述的風(fēng)扇組件，其中，所述短纖維絲束在長(zhǎng)度上延伸小于十二英寸。

技術(shù)方案8．根據(jù)技術(shù)方案1所述的風(fēng)扇組件，其中，所述短纖維絲束在長(zhǎng)度上延伸小于八英寸。

技術(shù)方案9．根據(jù)技術(shù)方案1所述的風(fēng)扇組件，其中，所述短纖維絲束在長(zhǎng)度上延伸小于六英寸。

技術(shù)方案10．一種制備具有帶有多個(gè)長(zhǎng)度和取向的短纖維絲束的復(fù)合材料面板結(jié)構(gòu)的方法，所述方法包括，形成多個(gè)短纖維絲束的多個(gè)層，所述短纖維絲束中的每個(gè)具有小于大約十二英寸的長(zhǎng)度，所述短纖維絲束中的每個(gè)沿著所述復(fù)合材料面板結(jié)構(gòu)在軸向方向、周向方向以及對(duì)角線方向中的至少一者上取向，各層中的所述短纖維絲束中的至少一些與同一層或相鄰層中的其他短纖維絲束端對(duì)端地鄰接。

技術(shù)方案11．根據(jù)技術(shù)方案10所述的方法，其中，形成多個(gè)短纖維絲束的多個(gè)層包括，形成多個(gè)短纖維絲束的層，其中，所述短纖維絲束中的每個(gè)具有小于大約八英寸的長(zhǎng)度。

技術(shù)方案12．根據(jù)技術(shù)方案10所述的方法，其中，形成多個(gè)短纖維絲束的多個(gè)層包括，形成多個(gè)短纖維絲束的層，其中，所述短纖維絲束中的每個(gè)具有小于大約六英寸的長(zhǎng)度。

技術(shù)方案13．根據(jù)技術(shù)方案10所述的方法，其中，形成多個(gè)短纖維絲束的多個(gè)層包括，形成包括碳纖維、玻璃纖維、芳族聚酸胺纖維和這些纖維的組合中的至少一者的多個(gè)短纖維絲束的層。

技術(shù)方案14．根據(jù)技術(shù)方案10所述的方法，其中，形成多個(gè)短纖維絲束的多個(gè)層包括，形成多個(gè)短纖維絲束的層，所述層中的所述多個(gè)短纖維絲束與同一層或相鄰層中的其他短纖維絲束端對(duì)端地鄰接，其中，鄰接點(diǎn)沿所述軸向方向、所述周向方向以及所述對(duì)角線方向中的至少一者而和相鄰短纖維絲束與其他相鄰短纖維絲束端對(duì)端地鄰接的鄰接點(diǎn)大致對(duì)準(zhǔn)。

技術(shù)方案15．根據(jù)技術(shù)方案10所述的方法，其中，形成多個(gè)短纖維絲束的多個(gè)層包括，形成多個(gè)短纖維絲束的層，所述層中的所述多個(gè)短纖維絲束與同一層或相鄰層中的其他短纖維絲束端對(duì)端地鄰接，其中，鄰接點(diǎn)從相鄰短纖維絲束與其他相鄰短纖維絲束端對(duì)端地鄰接的鄰接點(diǎn)沿所述軸向方向、所述周向方向以及所述對(duì)角線方向中的至少一者偏移。

技術(shù)方案16．一種渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)，包括：

核心發(fā)動(dòng)機(jī)，包括多級(jí)壓縮機(jī)；

風(fēng)扇組件，包括：

多個(gè)葉片，其圍繞風(fēng)扇盤周向地隔開，由通過所述核心發(fā)動(dòng)機(jī)中所生成的氣體而驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力渦輪提供動(dòng)力，所述多個(gè)葉片中的各葉片從所述盤徑向地向外延伸至葉片尖端；以及

風(fēng)扇殼體組件，為所述多個(gè)葉片限界，所述風(fēng)扇殼體組件包括：

徑向外部罩殼，包括內(nèi)側(cè)；

內(nèi)部結(jié)構(gòu)，包括沿著所述徑向內(nèi)側(cè)延伸的內(nèi)表面；以及

復(fù)合材料面板結(jié)構(gòu)，其包括內(nèi)表面，并且沿著所述內(nèi)部結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面周向地延伸，所述復(fù)合材料面板結(jié)構(gòu)包括僅部分地沿著所述復(fù)合材料面板結(jié)構(gòu)中的周向路徑、軸向路徑以及對(duì)角線路徑中的至少一者延伸的短纖維絲束。

技術(shù)方案17．根據(jù)技術(shù)方案16所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述復(fù)合材料面板結(jié)構(gòu)中的所述纖維包括碳纖維、玻璃纖維、芳族聚酸胺纖維和這些纖維的組合中的至少一者。

技術(shù)方案18．根據(jù)技術(shù)方案16所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述復(fù)合材料面板結(jié)構(gòu)根據(jù)下列中的至少一者而延伸：在所述內(nèi)部結(jié)構(gòu)的軸向前部延伸，和在所述內(nèi)部結(jié)構(gòu)的軸向后部延伸。

技術(shù)方案19．根據(jù)技術(shù)方案16所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，進(jìn)一步包括沿著所述復(fù)合材料面板結(jié)構(gòu)的所述內(nèi)表面周向地延伸的可磨損層。

技術(shù)方案20．根據(jù)技術(shù)方案16所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述復(fù)合材料面板結(jié)構(gòu)包括僅部分地環(huán)繞所述復(fù)合材料面板結(jié)構(gòu)的周界延伸的多個(gè)復(fù)合材料面板扇區(qū)。

附圖說明

在參考附圖來閱讀以下的詳述時(shí)，將更清楚地理解本公開的這些及其他特征、方面以及優(yōu)點(diǎn)，其中，在所有的附圖中，相同的字符表示相同的零件，其中：

圖1是示例性的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)組件的橫截面圖；

圖2是在圖1所示風(fēng)扇組件的后部看去時(shí)的軸向圖；

圖3是圖2中所顯示的風(fēng)扇組件的一部分的側(cè)視立視圖；

圖4a是圖3中所顯示的一層復(fù)合材料面板結(jié)構(gòu)的鋪疊(layup)；

圖4b是圖3中所顯示的又一層復(fù)合材料面板結(jié)構(gòu)的鋪疊；

圖4c是絲束鋪放成各種取向的圖3中所顯示的一層復(fù)合材料面板結(jié)構(gòu)的鋪疊。

發(fā)動(dòng)機(jī)組件.......................................................100

中心線軸線.......................................................111

核心發(fā)動(dòng)機(jī).......................................................112

風(fēng)扇組件.........................................................114

外部罩殼.........................................................116

環(huán)形入口.........................................................118

增壓壓縮機(jī).......................................................120

高壓壓縮機(jī).......................................................121

燃燒器...........................................................122

燃燒火焰筒......................................................123

混合器組件.......................................................124

燃料噴嘴.........................................................125

高壓渦輪.........................................................126

第一驅(qū)動(dòng)軸.......................................................127

低壓渦輪........................................................128

驅(qū)動(dòng)軸...........................................................129

排氣噴嘴........................................................130

葉片.............................................................240

風(fēng)扇盤...........................................................242

徑向外部罩殼.....................................................250

葉片尖端.........................................................302

內(nèi)表面...........................................................304

風(fēng)扇殼體組件.....................................................306

內(nèi)部結(jié)構(gòu).........................................................308

可選擇的蜂窩層...................................................309

徑向內(nèi)側(cè)........................................................310

復(fù)合材料面板結(jié)構(gòu).................................................312

內(nèi)表面...........................................................314

可磨損層.........................................................326

復(fù)合材料面板扇區(qū).................................................328

纖維絲束.........................................................400

軸向方向.........................................................402

周向方向.........................................................404

對(duì)角線方向.......................................................406

對(duì)接接頭........................................................408

長(zhǎng)度…………………………………………………………………………………412。

除非另有指示，否則本文中所提供的附圖旨在圖示本公開的實(shí)施例的特征。這些特征被認(rèn)為可應(yīng)用于包括本公開的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例的各種各樣的系統(tǒng)中。正因如此，附圖并非旨在涵括本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的實(shí)施本文中所公開的實(shí)施例所要求的所有的常規(guī)特征。

具體實(shí)施方式

在下文的說明書和權(quán)利要求中，將引用應(yīng)當(dāng)定義為具有下文的含義的一些用語。

單數(shù)形式“一”、“一個(gè)”和“這個(gè)”包括對(duì)復(fù)數(shù)的引用，除非上下文明確地另有所指。

“可選擇的”或“選擇性地”意味著隨后描述的事件或情形可能發(fā)生或可能不發(fā)生，并且，描述包括事件發(fā)生的實(shí)例和事件不發(fā)生的實(shí)例。

如在本文中在整個(gè)說明書和所有的權(quán)利要求中所使用的近似的語言可以應(yīng)用于修改能夠容許變化的任何數(shù)量表示，而不導(dǎo)致有關(guān)的基本功能的改變。因此，通過比如“大約”、“近似地”和“大體上”之類的一個(gè)用語或多個(gè)用語而修飾的值，并不限于所指定的精確的值。在至少一些實(shí)例中，近似的語言可以與用于對(duì)該值進(jìn)行測(cè)量的儀器的精度相對(duì)應(yīng)。在此，并且在整個(gè)說明書和所有的權(quán)利要求中，范圍的限制可以進(jìn)行組合和/或互換。這樣的范圍被視為一樣并且包括其中所包括的所有的子范圍，除非上下文或語言另有指示。

本文中所描述的復(fù)合材料面板結(jié)構(gòu)的實(shí)施例提供短纖維增強(qiáng)復(fù)合材料面板的制備方法，短纖維增強(qiáng)復(fù)合材料面板用作風(fēng)扇的密閉殼體上的可磨損面板的基底。能夠使用自動(dòng)化纖維鋪放(afp)制造過程來制備復(fù)合材料面板，如果需要的話，該制造過程能夠用于將短纖維絲束以使纖維取向變化且使纖維絲束交錯(cuò)的狀態(tài)鋪放于復(fù)合材料面板中。

這些短纖維增強(qiáng)復(fù)合材料面板設(shè)計(jì)成具有獨(dú)特的面內(nèi)機(jī)械及物理性質(zhì)，比如特定的面內(nèi)強(qiáng)度和特定的面內(nèi)熱膨脹系數(shù)(cte)。

這些復(fù)合材料面板結(jié)構(gòu)的周向強(qiáng)度配置得較低，以使風(fēng)扇葉片飛脫(fbo)事件期間對(duì)風(fēng)扇葉片尖端的損傷最小化。短纖維增強(qiáng)復(fù)合材料面板具有比長(zhǎng)連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料面板、比如目前在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中使用的面板更低的強(qiáng)度。另一設(shè)計(jì)變量是纖維取向，纖維取向用于針對(duì)特定的材料強(qiáng)度而設(shè)計(jì)。

使用具有變化的纖維長(zhǎng)度和取向的短纖維的方案還提供設(shè)計(jì)靈活性，以達(dá)到具有與風(fēng)扇殼體的cte的更好匹配的某一熱膨脹系數(shù)(cte)，這促進(jìn)減少在現(xiàn)場(chǎng)的可磨損面板開裂。設(shè)計(jì)成某一cte的方案，還能夠減小巡航高度處的風(fēng)扇尖端間隙，以改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料燃燒效率。

圖1是示例性的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)組件100的橫截面圖，渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)組件100具有穿過渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)組件100的縱向或中心線軸線111。雖然圖1顯示用于在飛機(jī)中使用的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)組件，但發(fā)動(dòng)機(jī)組件100是有助于如本文中所描述的操作的任何渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)，比如以地面為基礎(chǔ)的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)組件，但不限于此。發(fā)動(dòng)機(jī)組件100包括核心渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)112和風(fēng)扇組件114，風(fēng)扇組件114定位于核心渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)112的上游。核心發(fā)動(dòng)機(jī)112包括大致管狀的外部罩殼116，外部罩殼116限定環(huán)形入口118。外部罩殼116進(jìn)一步包圍并支撐增壓壓縮機(jī)120，增壓壓縮機(jī)120用于提高進(jìn)入核心發(fā)動(dòng)機(jī)112的空氣的壓力。高壓多級(jí)軸向流高壓壓縮機(jī)121接收來自增壓壓縮機(jī)120的增壓空氣，并且進(jìn)一步提高空氣的壓力。增壓空氣流動(dòng)至燃燒器122，燃燒器122大致由燃燒火焰筒123限定，并且，包括混合器組件124，在燃燒器122中，經(jīng)由一個(gè)或更多個(gè)燃料噴嘴125而將燃料噴射至增壓空氣流中，以提高增壓空氣的溫度和能量水平。高能量燃燒產(chǎn)物從燃燒器122流動(dòng)至第一(高壓)渦輪126，以便通過第一(高壓)驅(qū)動(dòng)軸127而對(duì)高壓壓縮機(jī)121進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，且然后流動(dòng)至第二(低壓)渦輪128，以便通過與第一驅(qū)動(dòng)軸127同軸的第二(低壓)驅(qū)動(dòng)軸129而對(duì)增壓壓縮機(jī)120和風(fēng)扇組件114進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。在對(duì)渦輪126和128的每一者進(jìn)行驅(qū)動(dòng)之后，燃燒產(chǎn)物通過排氣噴嘴130而離開核心發(fā)動(dòng)機(jī)112，以提供推進(jìn)噴氣推力。

圖2是在風(fēng)扇組件114的后部看去時(shí)的軸向圖。圖3是風(fēng)扇組件114的一部分的側(cè)視立視圖。在示例的實(shí)施例中，風(fēng)扇組件114包括多個(gè)葉片240，這些葉片240圍繞風(fēng)扇盤242周向地隔開。雖然描述為具有多個(gè)葉片的風(fēng)扇盤，例如，風(fēng)扇盤242和葉片240，但風(fēng)扇組件114可以作為替代而形成有整體葉盤或整體地裝有葉片的轉(zhuǎn)子。為了清楚起見，僅顯示兩個(gè)葉片240，然而，風(fēng)扇組件114典型地包括更多個(gè)葉片240，例如，大約二十至三十個(gè)葉片240或更多個(gè)。多個(gè)葉片240中的各葉片240從盤242徑向地向外延伸至葉片尖端302，葉片尖端302最接近于風(fēng)扇殼體組件306的內(nèi)表面304而行進(jìn)。風(fēng)扇殼體組件306包括徑向外部罩殼250、內(nèi)部結(jié)構(gòu)308，內(nèi)部結(jié)構(gòu)308包括可選擇的蜂窩層309，蜂窩層309沿著外部罩殼250的徑向內(nèi)側(cè)310延伸。風(fēng)扇殼體組件306進(jìn)一步包括復(fù)合材料面板結(jié)構(gòu)312，復(fù)合材料面板結(jié)構(gòu)312圍繞內(nèi)部結(jié)構(gòu)308的內(nèi)表面314周向地延伸。

在示例的實(shí)施例中，復(fù)合材料面板結(jié)構(gòu)312由預(yù)浸漬有樹脂材料的短纖維絲束形成，并且，使用自動(dòng)纖維鋪放(afp)機(jī)來施用。短纖維絲束僅部分地沿著復(fù)合材料面板結(jié)構(gòu)312中的周向路徑、軸向路徑以及對(duì)角線路徑中的至少一者延伸。在纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的典型使用中，長(zhǎng)纖維用于提供增強(qiáng)的強(qiáng)度及剛度特性。在示例的實(shí)施例中，避免這樣的強(qiáng)度和剛度，并且，將有目的的弱化構(gòu)建到復(fù)合材料面板結(jié)構(gòu)312的面內(nèi)機(jī)械及物理性質(zhì)中。另外，在制備的期間，復(fù)合材料面板結(jié)構(gòu)312的面內(nèi)熱膨脹系數(shù)(cte)也是可選擇的。基于纖維絲束的長(zhǎng)度、纖維相對(duì)于彼此的鋪放、纖維相對(duì)于風(fēng)扇組件114的取向的鋪放，來選擇這樣的性質(zhì)或特性，這意味著無論纖維軸向地、周向地或?qū)蔷€地取向，都是如此。鋪放成各取向的纖維的量同樣地至少部分地確定復(fù)合材料面板結(jié)構(gòu)312的面內(nèi)機(jī)械及物理性質(zhì)和面內(nèi)cte。

在一些實(shí)施例中，風(fēng)扇組件114包括可磨損層326，可磨損層326圍繞復(fù)合材料面板結(jié)構(gòu)312的內(nèi)表面314周向地延伸。

在一些實(shí)施例中，復(fù)合材料面板結(jié)構(gòu)312包括多個(gè)復(fù)合材料面板扇區(qū)328，復(fù)合材料面板扇區(qū)328僅部分地環(huán)繞復(fù)合材料面板結(jié)構(gòu)312的周界延伸。扇區(qū)328以周向鄰接的方式聯(lián)接在一起而形成360°的復(fù)合材料面板結(jié)構(gòu)312。在其他實(shí)施例中，復(fù)合材料面板結(jié)構(gòu)312圍繞風(fēng)扇殼體組件306的周界延伸360°，其中，短纖維絲束周向地延伸小于45°。在另外其他一些實(shí)施例中，短纖維絲束周向地延伸小于25°。在還有其他一些實(shí)施例中，短纖維絲束周向地延伸小于15°。在某些情況下，使用更短的絲束，例如，短纖維絲束可以在長(zhǎng)度上延伸小于十二英寸。在另外的實(shí)施例中，短纖維絲束在長(zhǎng)度上延伸小于八英寸，或在長(zhǎng)度上延伸小于六英寸。然而，在實(shí)際應(yīng)用中，afp機(jī)的限制可能影響絲束長(zhǎng)度。例如，afp機(jī)的施用頭部中的切刀的物理位置可以防止小于四英寸的絲束長(zhǎng)度。然而，這不是短纖維施用的限制，而寧可說是afp機(jī)的限制，并且，使用具有該能力的afp機(jī)來預(yù)期更短的絲束長(zhǎng)度。

圖4a是一層復(fù)合材料面板結(jié)構(gòu)312(在圖2和圖3中顯示)的鋪疊。圖4b是又一層復(fù)合材料面板結(jié)構(gòu)312(在圖2和圖3中顯示)的鋪疊，其中，纖維絲束對(duì)接接頭從圖4a中的對(duì)接接頭偏移。圖4c是一層復(fù)合材料面板結(jié)構(gòu)312(在圖2和圖3中顯示)的鋪疊，其中，纖維絲束400以各種取向來鋪放。在示例的實(shí)施例中，使各種長(zhǎng)度的纖維絲束400沿包括軸向方向402、周向方向404以及對(duì)角線方向406的多個(gè)方向交錯(cuò)。在預(yù)定的位置使用短纖維絲束400、中等長(zhǎng)度的絲束400以及長(zhǎng)度較長(zhǎng)的絲束400，從而生成復(fù)合材料面板結(jié)構(gòu)中的特定的面內(nèi)強(qiáng)度和cte。另外，對(duì)接接頭408定位于預(yù)定的位置，從而同樣地生成復(fù)合材料面板結(jié)構(gòu)中的特定的面內(nèi)強(qiáng)度和cte。由于在制備的期間，將多個(gè)層裝配于先前鋪設(shè)的層上，因而可以使對(duì)接接頭408徑向地對(duì)準(zhǔn)或偏移，以生成復(fù)合材料面板結(jié)構(gòu)中的特定的面內(nèi)強(qiáng)度和cte。圖4a和圖4b顯示具有偏移的對(duì)接接頭的兩個(gè)層。示例的短纖維絲束包括長(zhǎng)度412，長(zhǎng)度412為大約4.5英寸至大約6.0英寸。其他絲束400在長(zhǎng)度上延伸大約8.0英寸，并且在長(zhǎng)度上延伸大約12.0英寸。

復(fù)合材料面板結(jié)構(gòu)312的實(shí)施例包括：預(yù)浸漬的短纖維絲束，其具有多個(gè)長(zhǎng)度和取向，設(shè)計(jì)成特定的面內(nèi)強(qiáng)度和cte，使纖維交錯(cuò)，以改進(jìn)全厚度韌性；和在纖維絲束起始/停止位置處的對(duì)接接頭，以促進(jìn)fbo事件的期間的面內(nèi)斷裂。

上述的復(fù)合材料面板結(jié)構(gòu)提供了用于風(fēng)扇組件保護(hù)、復(fù)合材料面板結(jié)構(gòu)制備以及使用的高效的方法。具體而言，上述的復(fù)合材料面板結(jié)構(gòu)包括具有變化的纖維取向的短纖維，這些短纖維具有配置為較低的周向強(qiáng)度，從而使fbo事件期間對(duì)風(fēng)扇葉片尖端的損傷最小化。使用具有變化的纖維取向的短纖維的方案還提供了設(shè)計(jì)靈活性，以達(dá)到具有與風(fēng)扇殼體的cte更好匹配的某一熱膨脹系數(shù)(cte)，這促進(jìn)減少在現(xiàn)場(chǎng)的可磨損面板開裂，并且，還通過選擇風(fēng)扇殼體組件的熱膨脹而提供更好的風(fēng)扇間隙。

復(fù)合材料面板結(jié)構(gòu)和制備方法的上述的實(shí)施例提供了用于生成具有特定的面內(nèi)物理特性的復(fù)合材料面板的劃算而可靠的手段。更具體而言，本文中所描述的方法和系統(tǒng)促進(jìn)使用：預(yù)浸漬的短纖維絲束，其具有多個(gè)長(zhǎng)度和取向，設(shè)計(jì)成特定的面內(nèi)強(qiáng)度和cte，使纖維交錯(cuò)，以改進(jìn)全厚度韌性；和在纖維絲束起始/停止位置處的對(duì)接接頭，以促進(jìn)fbo事件的期間的面內(nèi)斷裂。結(jié)果，本文中所描述的方法和系統(tǒng)以劃算而可靠的方式促進(jìn)使復(fù)合材料面板結(jié)構(gòu)的面內(nèi)強(qiáng)度和cte與特定的要求匹配。

雖然本公開的各種實(shí)施例的特定特征可在某些附圖中顯示，而不在其他附圖中顯示，但這僅僅是為了方便起見。根據(jù)本公開的原理，可以將一個(gè)附圖的任何特征與任何其他附圖的任何特征組合而引用且/或要求保護(hù)。

本書面描述使用示例來公開實(shí)施例，包括最佳模式，并且還允許本領(lǐng)域任何技術(shù)人員實(shí)踐這些實(shí)施例，包括制作并使用任何裝置或系統(tǒng)和執(zhí)行任何結(jié)合的方法。本公開的可專利范圍由權(quán)利要求限定，并且可以包括本領(lǐng)域技術(shù)人員所想到的其他示例。如果這樣的其他示例具有與權(quán)利要求的字面語言無差異的結(jié)構(gòu)要素，或者如果這些示例包括與權(quán)利要求的字面語言無實(shí)質(zhì)性差異的等同的結(jié)構(gòu)要素，則這些示例旨在屬于權(quán)利要求的范圍內(nèi)。