美国针对航空发动机实施的IHPTET和VAATE计划，以及欧洲实施的ACME和AMET计划，均将复合材料在航空发动机上的应用列为重点内容予以验证和突破，包括：风扇宽弦复合材料叶片、纤维增强树脂基复合材料机匣、350℃热塑性复合材料中介机匣、SiC长纤钛基复合材料的叶环、叶鼓和低压涡轮轴、陶瓷基复合材料全环燃烧室、CMC碳化硅复合材料浮壁燃烧室、CMC碳化硅复合材料涡轮导向器、CMC和C/C复合材料涡轮转子等相关结构，由此可见，复合材料在航空发动机上的大量使用己成为必然。

在NASA N+3先进发动机项目中，除整体碳纤维风扇导向器/前机匣、复合材料风扇叶片和复合材料风扇机匣外，复合材料的应用还包含：复合材料附件机匣、新一代陶瓷基复合材料燃烧室、新一代陶瓷基复合材料高压涡轮导向器叶片、新一代陶瓷基复合材料高压涡轮叶片、新一代陶瓷基复合材料有围低压涡轮叶片、陶瓷基复合材料高压涡轮支撑罩环和整流罩等，以及全复合材料整体发动机短舱。下图显示了NASA N+3先进发动机项目中先进新材料应用情况。

 NASA N+3先进发动机项目中复合材料应用情况

凭借比强度高、比模量高、耐疲劳与耐腐蚀性好、阻噪能力强的优点，树脂基复合材料采用耐高温树脂(聚酰亚胺)制造，工作温度可达250-350℃，用作发动机冷端部件，主要是在发动机的外涵道机匣、风扇机匣、进气机匣、风扇静子和转子叶片、压气机叶片、包容机匣以及发动机短舱、反推力装置等部件上得到广泛应用。如在美国F404、F101、RB211等发动机的复合材料外涵道整流罩或外涵道机匣及我国某发动机的复合材料外涵机匣等上都已广泛应用。

F119发送机结构图

F119发动机的碳纤维增强的聚酰亚胺基复合材料外涵机匣采用Dow-UT公司研发的先进树脂传递模塑(RTM)成型法制造，外环、内毂、叶型支板模塑成一整体，通道表面光滑且满足尺寸要求，工作温度为316℃，质量减轻15%-20%，成本降低30%-35%。该技术可以制造形状复杂的进气机匣，其所有外部气流通道的表面粗糙度、最终尺寸精度可与经机械加工的钛合金进气机匣相媲美，并可使进气机匣减少零件总数和取消许多劳动密集的装配工序，因而可以大幅度减轻结构质量和降低成本。

普·惠公司在经济可承受的树脂基复合材料研究计划(后转至JSF研究计划)下的推进系统可承受的复合材料研究项目(ACP)，与Dow-UT公司合作采用先进RTM工艺制造风扇进口结构和风扇出口机匣。现在，为F119发动机研制的复合材料风扇进口机匣已完成相关验证。经验证，与钛合金的机匣相比较，费用降低了32%，质量减轻了44%。

GE90发动机

通用电气公司吸取了GE36UDF发动机风扇叶片的研制经验，采用树脂基复合材料制造的单级大直径(3.43m)宽弦实心复合材料风扇叶片。GE90发动机风扇叶片的叶身和叶根均采用赫克塞尔(Hexcel)公司的8551-7高强度抗损伤结构用增韧改性环氧树脂作为基体材料，用IM7高强度、大伸长、中模量碳纤维作为增强体，制造成被称为"大力神"的IM7/8551-7碳纤维增强环氧树脂复合材料预浸料。再由400层预浸料带从叶根到叶尖采用铺层逐渐减薄的铺层方式制成风扇叶片。为了提高叶片抗大鸟撞击的能力，将钛合金薄片用3MRAF191胶黏在叶片前缘上，在叶尖与后缘处用凯芙拉细线进行缝合，这种结构不仅可以分散外物撞击能量，还可以防止复合材料在叶片转动时发生脱层。

 GE90复合材料风扇叶片

复合材料的使用，大大减轻了风扇组件的质量。该风扇采用低叶尖速度、弹性变形吸收冲击能量并重新分布、叶根在榫槽中偏摆减缓冲击和局部包裹钛合金的办法成功地保证了风扇叶片的抗外物打击性能;采用涂覆聚氨酯抗腐蚀涂层和使用特殊丝线缝合复材脱层部位等方式提高了风扇叶片的抗腐蚀性能。

波音787用的GEnx发动机风扇机匣采用7.62mm厚的三维织物以±60℃方式编织，并在边角及弯曲处与工维织物混编在一起。编织采用自动化工艺，织物绕一风扇机匣工具编织成平面状回在中部编织厚层作为风扇叶片的包容层，从而取消了铝合金机匣上用的凯芙拉垫。织物一经铺成，便从机匣外引入树脂。

GEnx风扇叶片设计方法与GE90-115B相同，但叶片数量降到18片(GE90-115B为22片)，直径为2.82m的风扇又进一步降低了噪声。由于尖锐边缘的复合材料有磨损的趋向，在叶片的前缘、叶尖及后缘增加了可以更换的钛金属包覆层。这种叶片边缘也可以将外物打伤能量分散到风扇复合材料中去。复合材料风扇的使用除减重外，叶片数量的减少还可减少空气阻力、降低噪声(比CF6降低30%)。由于复合材料本身具有耐腐蚀、耐疲劳的特性，GE公司认为复合材料风扇叶片在使用中可以免维护。由于复合材料叶片受到外物撞击后，易于破碎成几块，在吸收撞击能量的同时，还降低了对风扇机匣和包容环的撞击程度，这使得复合材料叶片在减轻自身质量的同时，还减轻了风扇包容系统、风扇盘以及整个转子系统的质量。另外，复合材料叶片还在抗颤振等方面优于金属叶片，更利于实现大涵道比，进而达到降低泊耗和提高效率的目的。

法国斯奈克玛(Snecma)发动机公司采用编织复合材料和树脂传递模塑(RTM)技术最新研制的LEAP-X发动机同样采用碳纤维复合材料制造的18片风扇叶片，其数量比CFM56-5C减少一半，是CFM56-7B的3/4。1.8m直径的叶片采用三维编织、树脂传递模塑技术制造，可以给每架飞机减轻超过450kg的质量。

1972年北京航空制造工程研究所以中等强度碳纤维为增强体，以648环氧树脂为基体研制出某型发动机风扇叶片，质量是钛的56%，榫头拉断强度为设计值的5倍；由于振动阻尼系数为钛叶片的5倍，因而可以省去阻尼凸台。某涡扇系列发动机中，已经广泛采用先进树脂基复合材料T300/KH304和T300/BMP316等制造复合材料外涵机匣，整体叶盘(外缘)缠绕结构等。在下一代高推重比发动机中，先进树脂基复合材料将进一步用于制造风扇机匣、叶片，乃至低压压气机机匣部件。

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