整体叶盘

整体叶盘是为了满足高性能航空发动机而设计的新型结构件，其将发动机转子叶片和轮盘形成一体，省去了传统连接中的榫头、榫槽及锁紧装置等，减少结构重量及零件数量，避免榫头气流损失，提高气动效率，使发动机结构大为简化，现已在各国军用和民用航空发动机上得到广泛应用。

简介整体叶盘是为了满足高性能航空发动机而设计的新型结构件，结构模型如图1所示，其将发动机转子叶片和轮盘形成一体，省去了传统连接中的榫头、榫槽及锁紧装置等，减少结构重量及零件数量，避免榫头气流损失，提高气动效率，使发动机结构大为简化，现已在各国军用和民用航空发动机上得到广泛应用，如EJ200、F119、F414 等军用发动机，法国SNECMA 公司生产的P.A.T 验证核心机以及美国P&W 公司生产的基准发动机等民用大流量比发动机1。

整体叶盘优点（1）轮盘的轮缘处不需加工出安装叶片的榫槽，因而轮缘的径向尺寸可以大大减少，从而使转子质量减轻，可以显著提高发动机的推重比。

（2）整体叶盘结构取消了叶片的锁紧装置结构，使得发动机零件数目大量减少，不仅使成本降低，而且有利于装配和平衡，提高了发动机的可靠性，延长了转子的寿命。

（3）采用整体叶盘后气流流道变得圆滑，消除了盘片分离结构中气流在榫根与榫槽间隙中泄漏所造成的损失，提高了气动性能和工作效率，同时可以避免由于装配不当或榫头的磨蚀，特别是微动磨损、裂纹和锁片损坏带来的故障，从而减少维修次数和成本。

（4）随着航空发动机涵道比、推重比及服役寿命要求的不断提高，整体叶盘在气动布局上采用了新的宽弦、弯掠叶片和窄流道等新技术，从而进一步提高了气动效率1。

整体叶盘缺点（1）整体叶盘加工困难。因此只有制造技术发展到一定水平后, 整体叶盘的应用才成为可能。

（2）发动机在使用过程中, 转子叶片常遇到外物打伤或因振动叶片出现裂纹。

（3）为避免整体叶盘损坏后 , 使整个转子拆换, 因此将整体叶盘与其他级用螺栓相连, 形成可分解的连接结构。

（4）由于高压压气机叶片短而薄, 叶片离心力较小, 轮缘径向厚度小, 采用整体叶盘结构, 重量减小不显著。

（5）由于整体叶盘的叶型复杂, 精度要求高, 叶型薄, 受力后变形大, 所以加工量非常大2。

整体叶盘制造技术国外整体叶盘制造技术主要有：焊接工艺技术、铣削加工技术、精锻制造技术、电解加工技术等。采用的工艺流程为：精密锻造+ 数控加工；精密焊接+ 数控加工；高温合金精铸毛坯+ 热等静压处理。美、英、俄等发达国家在整体叶盘制造领域处于领先地位，且其具有先进的铣削装备、焊接工艺装备等。

国内对航空发动机整体叶盘制造技术的研究达到一定高度，已实现整体叶盘的完整制造，通过对整体叶盘结构及制造工艺需求分析，国内采用复合制造工艺，主要划分为：近成形毛坯制造、精确成形加工、表面抛光、表面处理等过程，每个工艺阶段又划出多种工艺技术，诸多工艺技术经过复合形成各种不同的整体叶盘制造工艺流程，同时，其中一些技术国内尚处于研究发展阶段3。

本词条内容贡献者为:

杜强 - 高级工程师 - 中国科学院工程热物理研究所