「知乎知识库」—涡轮发动机叶片
一台航空发动机可以有几千片不同种类的叶片，它们实现了航空发动机的核心功能。这些叶片由不同材料，不同工艺制成，并面对着不同的工程学挑战。
涡扇发动机的叶片根据其流体机械工作原理可以大致分为两类：跨音速和亚音速[3]。
亚音速风扇叶片其通过流体转向对气流做功，加压。
而跨音速扇的风扇内侧和亚音速风扇一样，同时其外侧工作在周向超音速，通过激波来压缩气流，效率大大提高。
从风扇材料来区分又可以分为碳纤维复合材料风扇和钛合金风扇。
通用电气公司(下称「GE」)在其GE90发动机项目中率先成功开发了碳纤维复合风扇叶片制造技术，并在GEnX、CFMLeap-X项目中继续应用[2]。
罗尔斯罗伊斯公司(下称「罗罗」)则以空心钛合金三明治结构风扇与GE竞争。
空气在压气机中被压缩，就像风扇叶片一样，现代航发的部分压气机叶片也工作在跨音速区间，其部分通过激波来压缩空气。
压气机叶片除了高压压气机的最后一级以外均由钛合金锻造而成。
由于空气被压缩后温度很高，超过了钛合金的工作范围，高压压气机的最后一级叶片多由耐高温的镍合金制成，最新航发的研发项目中将用钛铝合金来替代镍合金[4]。
从燃烧室排出的高温高压气流直接吹到高压涡轮叶片上，商用航发的涡轮前温度可以达到1750K[3]。镍基超级合金可以提供无与伦比的高温性能，并且现代航发高压涡轮转子由单晶精铸而成，是世界上最大的单晶体零件。一片高压涡轮叶片可以制造550马力的轴功率[3]。
高压压气机由高压涡轮带动。
低压涡轮叶片现多由定向晶镍合金精铸而成，但是最新型号的商用航发已经大面积应用钛铝合金来制造低压涡轮叶片[5][6]。
参考资料
[1]GuyNorris,"Rolls-RoyceDetailsAdvanceAndUltraFanTestPlan".AviationWeek&SpaceTechnology,2014
[2]TomasKellner,"TheArtofEngineering:TheWorld’sLargestJetEngineShowsOffCompositeCurves".GEReports,2016
[3]JackL.Kerrebrock,"FowinTransornicCompressors",1980
