複合材料風扇葉片
早在上世紀60年代末，羅羅公司在研製RB211-22B時，風扇葉片就釆用了複合材料製作，它具有質量輕，抗振動性能好，但最終卻沒能通過抗鳥擊的考驗，不得不在後期攺為採用鈦合金來做風扇葉片，加上它是第1種採用三轉子結構的發動機，研製中遇到多個技術難題，又遇到英磅貶值的打擊等，不僅研製周期長，是三種第1代大涵道比渦扇發動機中最後投入使用的發動機，而且造成羅羅公司宣布破產的境地，最後是英國政府接管（相當中國的公私合營）才使得世界上著名的這家公司繼續從事航空發動機的研發工作。
圖、三種型號發動機風扇葉片參數比較
因此，當GE公司宣布GE90的風扇葉片將採用複合材料製作時，很多人持懷疑態度，但GE公司堅持發展複合材料的風扇葉片，因為它們公司己對複合材料在風扇葉片上的應用，做了多年的研究，而且在上世紀80年代它們研製的無涵道風扇發動機（UDF）GE36的風扇葉片己採用了複合材料。
GE公司為GE90風扇葉片開發了該公司第1代複合材料，在隨後的20多年時間裡，發展了四代：第2代用於GE90-115B，第3代用於GEnx，第4代用於GE9X。目前，羅羅公司準備在遄達XWB以後的發動機中，不再釆用該公司特有的SPF/DB空心鈦合金葉片，而攺用複合材料來做風扇葉片。這些事實，說明複合材料用於製作風扇葉片己是大勢所趨。
用複合材料做成的風扇葉片具有以下特點：重量輕、成本低、抗振性能特別是抗顫振性能特好，具有特別好的損傷容限能力。一般鈦合金葉片如在根部出現裂紋，在工作中裂紋將很快地擴展，影響葉片的正常工作。
但複合材料做的葉片，即使出現大的缺口，也不會擴展。複合材料葉片受到外物撞擊時在彈性變形下，能將撞擊能量吸收並在葉身上重新分布，使它仍然具有能承受較大的外物擊傷能力。
圖10、GE90複合材料的風扇對葉片
複合材料有一個被認為有礙它發展的問題是腐蝕問題;對此GE公司做了認真分析,並採取措施來提高複合材料葉片抗腐蝕的性能,取得了較好的結果。例如在葉片上塗聚氨酯防腐塗層,採用較小的葉尖切線速度。
因為腐蝕率與葉尖切線速度的三次方成正比,與其他高切線速度的風扇葉片相比,腐蝕率約低50%,因而不僅能防止多種物質(水、燃油、滑油、防冰劑、丁酮和液壓油等)的腐蝕,且葉身被這些物質造成的磨損也較小。塗層工作壽命大於10000h(不可再塗)。
塗聚氨酯的具體做法是:在葉片表面上先塗0.10mm 厚的AF32腈類酚醛底層,然後塗上0.05mm 厚的環氧樹脂類的黏合劑,最後再塗上0.4572mm 厚的聚氨酯。這種塗層的性能在縮型的複合材料風扇葉片裝於CFM56-3上進行的吞水試驗中得到驗證。試驗是在起飛狀態下進行的,吞水量為空氣流量的4%,試驗70min,試驗後葉片無腐蝕跡象。
GE90風扇葉片的葉身與葉根用IM7中長碳纖維與增強的8551—7環氧樹脂組成的稱為「大力神」8551－7／IM7複合材料製成一體。在葉身的壓力面上，塗有聚氨酯防腐蝕塗層，葉背上塗有一般的聚氨酯塗層。為提高葉片抗大鳥撞擊的能力，將鈦合金薄片用3MRAF191膠粘在葉片前緣上。為避免工作中複合材料脫層，在葉尖與後緣處用Kevlar細線進行了縫合（圖10）。
在設計GE90時，對複合材料做成的風扇葉片雖然採用了防鳥撞的措施，但是為了確保在大鳥撞擊下也能正常工作，風扇設計成小的葉尖切線速度（371m/s），相應的壓比也小。據分析，外物打在葉片上的撞擊能量與葉尖切線速度的二次方成正比。
在投鳥取證的試驗中，風扇葉片承受了3.6 kg大鳥撞擊的考驗，在後來的長期服役中，也證實它的耐用為抗大鳥撞擊的能力（在頭10年運行中僅換過3次）。
GE9X的風扇葉片採用了GE的第4代碳纖維複合材料，它採用了剛性更高的碳纖維與新的環氧樹脂，為了增大葉片的強度，葉片前緣包復的鈦合金薄片攺為合金鋼的薄片，因此葉片可以做得比GE90、GEnx葉片更薄；
由於採用了先進的3維掠形設計，使風扇葉片後掠更大、葉弦更寬（圖11），葉片數更少，為16片（GE90為22片，GEnx為18片），這也使GE9X成為所有大涵道比渦扇發動機中風扇葉片最少的發動機。
由於風扇葉片數少，葉身較薄，加上採用了最新的氣動設計，使空氣在風扇中流通能力加大，在同樣的風扇葉尖直徑下，發動機推力可增大；氣動性能好，提高了風扇效率；由於風扇葉片採用了第四代複合材料製作，提高了葉片強度，使風扇葉尖可採用比GE90的切線速度高，不僅提高了風扇效率，而且提高了低壓渦輪轉速，使低壓渦輪效率增大。
較薄的複合材料風葉片質量較輕，可減輕支承風扇轉子的結構質量，可減少發動機總質量等。因此有人用薄、尖、彎三個字形容GE9X風扇葉片的特點。
圖11 GE9X的複合材料風扇葉片
LEAP的風扇葉片是用三維編織樹脂模傳遞成型(3-D WRTM)的方法製作的，它的碳纖維不是簡單層疊在一起,而是採用三維技術編織形成網狀結構,使其更加堅固,隨後注入樹脂並在高壓容器內固化。不僅質量輕、耐久性好，抗外物打傷能力強，抗振動性能好，而且能成型複雜型面的葉片。
葉型設計
圖12、 JT9D-7R4風扇葉片
大涵道比渦扇發動機風扇葉片高度大，葉尖處半徑比葉根處半徑大很多，使兩處的切線速度相差較大，葉尖處氣流相對速度大於聲速，而葉根處則遠低於聲速。即風扇葉片上，葉尖處按超聲速設計，葉根處按亞聲速設計，屬於跨聲速葉片。
早期的大涵道比渦扇發動機風扇葉片葉型均用二維流氣動方法設計，葉片形狀簡單，如圖12所示。到世紀之交時，己用1代、2代與3代三維流氣動方法設計，且葉片做成前、後掠形。例如，GE90在改型為GE90-115B時,風扇葉片就用三維氣動計算方法設計成S形後掠葉型，如圖12所示，以減少超聲速氣流流入葉片時的損失，提高效率。
圖、 GE90-115B風扇葉片
A380用的遄達900發動機的風扇葉片，做成像彎刀似的帶前後掠,如圖13所示。這種帶掠形的風扇葉片效率高、噪聲低且抗外物擊傷能力較強。羅羅公司的最新發動機遄達XWB的風扇葉片基本與遄達900的相近，如圖14所示。
圖13 遄達900的風扇葉片
風扇葉片與盤的連接
大涵道比渦扇發動機風扇葉片與輪盤的連接，除早期個別發動機採用樅樹形樺根（RB211-22B）與銷釘榫根（CF34-3）外，均採用軸向燕尾型榫根。
在軸向燕尾型榫根中，榫根上端面必須將葉根型面包容住，由於葉根型面是呈弧形的，要能將葉根型面全部包住, 榫根上端面的平行四邊形就比較大，這樣，在輪盤裝的葉片數會受到限制。如果葉片數不能變，只能將輪緣外徑加大。
圖14 遄達XWB的風扇葉片
為了克服這個問題，羅.羅公司在RB211-535E4等發動機上，採用了圓弧形燕尾榫根，即榫根的上端面的外形基本做成與葉根型面的外形一致而呈圓弧形，相應地輪盤上的燕尾型榫槽也做成圓弧形，如圖15所示。採用這種榫頭後，輪盤輪緣直徑可以小，風扇的輪轂比可取得較大，在相同的空氣流量下，風扇直徑可以稍小些。
圖15 圓弧形榫根
但是，輪盤的榫槽不能用拉刀拉出來，只能用銑床將它銑出來，增加了加工的困難與工作量。CFMI公司在CFM56系列發動機中的最後型號CFM56-7中，風扇葉片也釆用了圓弧形燕尾榫根。
圖16、 帶㡳座的風扇葉片
大涵道比渦扇發動機的風扇葉片一般級壓比為1.5～1.7，氣流在工作葉片中壓縮較大，因而在葉根處氣流通道均作成大斜度的底座。早期在葉片的底部作一沿氣流通道相符合的底座（或稱平臺），底座之下通過中間段（或稱中間根或延長根）與榫根相連，如圖16所示。
葉片帶底座後對葉片的加，工帶來不便，特別對寬弦葉片更是如此。為此，有的發動機葉片先做成不帶底座的葉片，如圖14所示，然後，在兩葉片間裝上葉間平臺以形成氣流通道（圖17），由圖可以看出，中間平臺即葉片間墊塊的兩側面需做成與葉片葉身型面相符合的型面。
圖17 兩葉片根部間夾的墊塊
風扇盤
圖18、早期的風扇盤
風扇盤均由鈦合金鍛造經機械加工而成，做成空心的，輪緣處由於要安裝風扇葉片，寬度最大，中心處作得較薄，輪盤剖面形狀因發動機而異，早期的輪盤較多的做成如圖18所示的結構。
隨著發動機推力的增加，風扇直徑加大，寬弦葉片的應用等，使風扇葉片長而寬，採用常規的輪盤就會因輪緣很寬而很重。
圖19 、多盤的盤鼓混合式輪盤
因此，許多發動機的風扇盤做成多盤的盤鼓混合式輪盤，即由2-4個帶鼓的薄盤焊接而成，如圖19所示。