获奖单位:IHI株式会社(日本)
合作单位:IHI航空航天公司(日本)、福井县工业技术中心(日本)、三津谷有限公司(日本)、近藤株式会社(日本)、三菱人造纤维有限公司(日本)、东丽工业公司(日本)
获奖项目:创新的复合材料航空引擎风扇系统
IHI株式会社与其合作伙伴一起研发了一种创新的轻质复合材料系统,用于风扇外壳和首例热塑性复合材料结构导流叶片(SGV)。
为了增加飞机引擎的燃油效率,必须提高涵道比(引擎入口的质量流动速率和进入内核的质量流动速率的比率)。但是这要求较大的风扇外壳,如果用传统材料制造,会增加引擎的重量而且抵消一部分燃油效率。
IHI选择在主要的结构风扇外壳和结构导流叶片上使用复合材料的方式来实现所需的涵道比。风扇外壳使用了热固性塑料,结构导流叶片使用热塑性塑料,这些材料都是IHI自主研发的。两者都采用了碳纤维,比前代飞机引擎节约了20%的重量,因此进一步降低了燃油消耗量。
该项目是热塑性复合材料第一次被选用在飞机引擎的主要结构件上。这种热塑性复合材料结构导流叶片在IHI的Soma工厂通过预浸料切割和层合制成,其主要的优点是经过高速撞击后分层很少。为风扇外壳研发的热固性塑料也显示出优越的冲击能吸收性来抵抗高速撞击,这是这两种引擎部件的主要标准条件之一。
这项创新已经成功应用于空客A320neo,由PW1100G-JM引擎驱动。这种引擎在2004年12月由联邦航空局授权,空客A320neo在2015年12月获得授权。