本发明属于高速透平机械转子系统的动密封领域，涉及一种基于c/c复合材料的指尖密封结构及指尖密封装置。
背景技术：
1、随着航空发动机、燃气轮机等超高速透平机械性能需求的提高，密封装置作为气路和轴承腔的不可或缺的组成部分，其性能优劣直接影响整机的可靠性和服役寿命，因此航空发动机等对密封装置的性能提出了日益严格的要求。在航空发动机动密封领域中，大多采用篦齿密封和刷式密封技术，而指尖密封作为继蓖齿密封和刷式密封之后发展起来的一种新型柔性动密封技术，其优良的密封性能和较低的制造成本，受到了学者的广泛关注和深入研究。
2、在指尖密封装置的应用中，迟滞泄漏和磨损是影响其性能和服役寿命的关键因素。通过增大指尖梁的径向刚度可以改善迟滞泄漏现象，但该方法会导致指尖靴与转子之间的接触压力增大，进一步加剧磨损，降低服役寿命。为了降低摩擦磨损，采用碳纤维增强碳基体(c/c)复合材料制作指尖密封片，然而，由于碳纤维编织结构和分布状态不同以及指尖梁构型的差异，导致了指尖密封片上沿周向分布指尖梁的径向刚度随碳纤维编织规律呈周期性的变化，进而导致指尖靴接触压力的非均匀变化，影响了指尖密封的泄漏和磨损的均匀性，造成c/c复合材料指尖密封的设计性变差。
技术实现思路
1、本发明的目的在于解决现有技术中的问题，提供一种基于c/c复合材料的指尖密封结构及指尖密封装置。
2、为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
3、本发明提出的一种基于c/c复合材料的指尖密封结构，包括螺线编织纱和若干第一径向编织纱；
4、所述螺线编织纱与所述第一径向编织纱通过平纹正交编织成环形预制体；对环形预制体进行加工得到指尖密封片，在所述指尖密封片上设置有指尖梁。
5、优选地，所述螺线编织纱和所述第一径向编织纱均采用碳纤维束制成。
6、优选地，相邻第一径向编织纱间隔大于5mm时，在相邻径向编织纱中间设置第二径向编织纱。
7、优选地，所述对环形预制体进行加工得到指尖密封片，具体为：先采用全碳制孔板夹持环形预制体，再采用化学气相沉积法对环形预制体进行致密化得到c/c复合材料板，对c/c复合材料板切割得到指尖密封片。
8、优选地，所述指尖密封片密度大于1.7g/cm3；厚度为1.7mm～1.9mm，表面粗糙度小于ra 3.2。
9、优选地，所述指尖梁为圆弧形状。
10、优选地，所述指尖梁沿指尖密封片内圆周方向布置。
11、优选地，所述指尖梁有若干个，若干个指尖梁等间距设置。
12、优选地，指尖梁的刚度与指尖梁个数呈反比。
13、一种指尖密封装置，采用基于c/c复合材料的指尖密封结构。
14、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
15、本发明提出的一种基于c/c复合材料的指尖密封结构，螺线编织纱与第一径向编织纱通过平纹正交编织成环形结构；对环形结构进行加工得到指尖密封片具有c/c复合材料良好的自润滑和耐磨损性能，使得指尖密封装置耐磨损性能提高，进一步延长使用寿命。而采用正交螺线编织方法，使该c/c复合材料的圆周方向碳纤维编织规律具有高度一致性，可以显著提高指尖密封片上沿周向分布的指尖梁径向刚度的一致性，进一步增加指尖梁刚度设计的可控性和确定性，进一步提高指尖密封装置的力学和密封性能及服役寿命。因此，本发明提出的结构能够解决现有技术中由于碳纤维编织结构和分布状态不同以及指尖梁构型的差异，导致指尖靴接触压力的非均匀变化，影响了指尖密封的泄漏和磨损的均匀性的问题。
16、进一步地，当相邻编织纱间隔大于5mm时加纱，保证了该材料周向整体结构纱线密度的均匀性和一致性，从而保证材料整体性能的一致性。
17、进一步地，采用化学气相沉积法制造c/c复合材料板，保证了得到c/c复合材料板内部编织预制体和基体的整体性和连续性。
18、进一步地，限定复合材料指尖密封片的密度、厚度和表面粗糙度，以确保指尖片的强度和耐磨性。
19、进一步地，将c/c复合材料的指尖密封的结构确定为圆弧形，相较与渐开线型、椭圆形和抛物线形指尖密封，圆弧型指尖密封在低泄漏性能上更具优势。
20、进一步地，确定指尖梁沿指尖密封片内圆周方向布置，相比外延式指尖梁分布内沿式指尖梁分布低泄漏性能上更具优势。
21、进一步地，若干个指尖梁等间距设置，确保周向分布指尖梁与转子之间不断发生碰撞时，具有一定的间距缓冲受力，进一步提高密封装置使用寿命。
22、进一步地，改变圆弧形状指尖片结构参数，会影响指尖梁的刚度值大小，其中，刚度值与指尖梁个数呈反比、与基圆半径呈正比、与型线圆半径呈先增大后减小关系，因此合适的指尖片结构参数直接影响密封片的使用寿命和密封性能。
1.一种基于c/c复合材料的指尖密封结构，其特征在于，包括螺线编织纱(1)和若干第一径向编织纱(2)；
2.根据权利要求1所述的基于c/c复合材料的指尖密封结构，其特征在于，所述螺线编织纱(1)和所述第一径向编织纱(2)均采用碳纤维束制成。
3.根据权利要求1所述的基于c/c复合材料的指尖密封结构，其特征在于，相邻第一径向编织纱(2)间隔大于5mm时，在相邻径向编织纱(2)中间设置第二径向编织纱(3)。
4.根据权利要求1所述的基于c/c复合材料的指尖密封结构，其特征在于，所述对环形预制体进行加工得到指尖密封片(5)，具体为：先采用全碳制孔板夹持环形预制体，再采用化学气相沉积法对环形预制体进行致密化得到c/c复合材料板，对c/c复合材料板切割得到指尖密封片(5)。
5.根据权利要求1所述的基于c/c复合材料的指尖密封结构，其特征在于，所述指尖密封片(5)密度大于1.7g/cm3；厚度为1.7mm～1.9mm，表面粗糙度小于ra 3.2。
6.根据权利要求1所述的基于c/c复合材料的指尖密封结构，其特征在于，所述指尖梁(6)为圆弧形状。
7.根据权利要求1所述的基于c/c复合材料的指尖密封结构，其特征在于，所述指尖梁(6)沿指尖密封片(5)内圆周方向布置。
8.根据权利要求7所述的基于c/c复合材料的指尖密封结构，其特征在于，所述指尖梁(6)有若干个，若干个指尖梁(6)等间距设置。
9.根据权利要求7所述的基于c/c复合材料的指尖密封结构，其特征在于，指尖梁(6)的刚度与指尖梁(6)个数呈反比。
10.一种指尖密封装置，其特征在于，采用权利要求1～9中任意一项所述的基于c/c复合材料的指尖密封结构。
