航空發動機葉片加工變形控制技術研究現狀

李 勛，于建華，趙 鵬

（1.北京航空航天大學機械工程及自動化學院，北京 100191；2.中國航發商用航空發動機有限責任公司，上海 201108）

李 勛

博士，副教授，主要研究方向為高性能材料切削/磨削技術及其表面完整性。

葉片是航空發動機的“心臟”，如圖1所示，葉片的加工精度和質量對航空發動機的效率和性能以及安全可靠性都有直接的影響，而占整個發動機機械加工總量30%以上的葉片加工一直是我國航空發動機整體水平提高的“瓶頸”[1-4]。美國NASA-Lewis研究中心的研究結果表明，當葉片的輪廓精度在0.025mm左右時，如果葉片表面粗糙度Ra由3.1μm降低到0.51μm后，發動機的效率將在設計值附近提高3%～6%；如果發動機葉片的轉速工作在設計值60%的低速狀態時，效率也會提高1%～3%；當葉片的表面粗糙度為0.51μm時，其輪廓誤差由0.025mm降低到0.0125mm時，發動機的壓氣比將再提高1%以上，尤其是進氣邊緣占葉片型面10%的輪廓誤差對效率的影響最大[5-7]。以上研究結果說明葉片型面的加工精度和質量對發動機性能有直接的影響，特別是對超音速飛機來說，其影響更為明顯[8]。另一方面，葉片型面的高精度和高質量制造對降低發動機的燃油消耗也有明顯的貢獻，美國第六代軍用發動機研究項目ADVENT將實現燃油消耗下降25%，其中壓氣機優化設計和制造大約占其中的5%～7%。民用發動機LEAP-X型號中，將通過優化壓氣機設計和制造降低燃油消耗7%左右[9]。

在我國，隨著新型戰斗機型號的不斷涌現，為了滿足新型發動機的高性能需求，葉盤、葉片的制造對材料、精度和質量都提出了更高的要求。……