1、钛合金空心风扇叶片

对发动机来说，传统的实心风扇叶片重量大，离心力大，颤振和振动问题突出，已无法满足设计和低油耗的要求。

因此，钛合金空心风扇叶片应运而生，低质量、高效率，威力强大。

钛合金空心风扇叶片

早在上世纪60~70年代，航发三巨头（罗罗，GE、普惠）就已经开始着手研制钛合金宽弦空心叶片，英国R & R公司研制的第一代宽弦空心风扇叶片用活化或液态扩散焊接法将两块热态叶片形状的钛板和一个内薄壁蜂窝夹芯连为一体，形成一个“三明治”式的整体叶片。随后，R & R公司研制了第二代空心叶片，采用先进的超塑成形／扩散连接工艺（SPF／DB）制造，芯部采用瓦伦结构代替原来的蜂窝结构，优点是结构整体性好，所有的连接界面都是扩散连接成为整体的，叶片重量更轻、成本更低。

第一代空心叶片

第二代空心叶片

上世纪80年代末，P& W公司为减轻PW4084发动机2.84m直径风扇的重量，研制了SPF／DB的钛合金宽弦无凸肩空心叶片。同样在上世纪90年代初，GE公司也研制成功了SPF／DB的空心叶片。

RR和PW公司空心风扇叶片内部结构

与带凸肩的窄弦实心风扇叶片相比，钛合金宽弦空心风扇叶片重量轻、叶片数量少。内部瓦伦芯板结构改善了叶片的抗振性能，提高了风扇效率，降低了发动机的燃油消耗率，增加了风扇叶片的喘振裕度。

2、复合材料风扇叶片

GE复合材料风扇叶片

为实现新一代涡扇发动机高效率的要求，发动机设计涵道比不断增大，相应地，风扇叶片的尺寸和重量也逐渐增大。

那么减重的秘诀呢？答案就是复合材料！对于发动机来说，较之金属叶片，采用复合材料制造的风扇叶片，可以有效地降低发动机重量，还具有更好的疲劳性能。

1991年，美国GE公司和法国SNECMA公司成立CFMI合资公司CFAN，开始为GE90生产宽弦复合材料风扇叶片。

1995年，装载采用预浸料成型的第二代掠型大流量宽弦复合材料风扇转子叶片的GE90-94B发动机的波音777飞机正式投入航线运营使用。随后在综合考虑空气动力学、高低周疲劳循环等因素的基础上，GE公司为GE90-115B发动机研制了改进型复合材料风扇叶片。

与此同时，SNECMA公司与AEC公司合作，经过十二年的研发，为LEAP-X发动机研制了三维机织RTM成形宽弦复合材料风扇叶片，其预制体为一次编织成型，每片叶片使用的碳纤维长度约为322公里。

典型的三维机织结构示意图

SNECMA复合材料风扇叶片

R &R公司自然也不甘寂寞，在2012年范保罗航展上公开的资料表明，R &R公司的复合材料叶片将采用在ELF计划中进行了验证的自动铺丝（AFP）技术。在层间增强方面，R&R公司在ELF项目中验证了Tufting缝合增强和Z-pin两种层间增强模式。

RR复合材料风扇叶片