部件特性變化對(duì)某型渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)性能影響研究

何敏祥，鄧少春，王德慶，文 強(qiáng)，宋瑞民，朱愛迪

(中國(guó)航發(fā)貴陽發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)研究所，貴州 貴陽 550081)

1 引 言

發(fā)動(dòng)機(jī)在使用過程中，由于受葉片和機(jī)匣磨損、侵蝕、間隙變化等諸多因素的影響，必然導(dǎo)致其性能退化。部件效率降低、流路總壓損失增大會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)幾乎所有部件的共同工作，使發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程參數(shù)和主要性能數(shù)據(jù)改變，主要表現(xiàn)為發(fā)動(dòng)機(jī)同轉(zhuǎn)速條件下推力變化，耗油率和排氣溫度升高[1-5]。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)部件影響發(fā)動(dòng)機(jī)性能進(jìn)行了大量的研究工作，得到了發(fā)動(dòng)機(jī)部件、高/低壓渦輪導(dǎo)向器、內(nèi)/外涵噴口面積等對(duì)渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)總體性能及喘振裕度的影響[6-14]，明確了影響發(fā)動(dòng)機(jī)性能的參數(shù)。

本文通過航空發(fā)動(dòng)機(jī)總體性能計(jì)算程序仿真計(jì)算，分析某型發(fā)動(dòng)機(jī)部件性能變化對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)性能的影響。通過發(fā)動(dòng)機(jī)總體穩(wěn)態(tài)計(jì)算程序，分別調(diào)整風(fēng)扇、壓氣機(jī)、燃燒室、高壓渦輪和低壓渦輪等部件的效率、壓比等參數(shù)，得到各參數(shù)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)性能的影響。文中的轉(zhuǎn)速、效率、壓比、流量、總壓恢復(fù)系數(shù)及推力、耗油率、溫度等參數(shù)均為相對(duì)值。

2 影響分析

2.1 風(fēng)扇參數(shù)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響

2.1.1 風(fēng)扇效率

風(fēng)扇效率變化對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響如圖1所示，主要表現(xiàn)為：隨著風(fēng)扇效率降低，風(fēng)扇維持轉(zhuǎn)速和壓比的需求功增加，需增加低壓渦輪功率保持風(fēng)扇換算轉(zhuǎn)速(n1hs)不降低。增加低壓渦輪功率可通過增加燃?xì)饬髁俊⑦M(jìn)口溫度和落壓比等來實(shí)現(xiàn)[1-5]。一般發(fā)動(dòng)機(jī)主動(dòng)可調(diào)量為燃油流量，采用增加燃油流量(Wf)提高燃燒室出口溫度(Tt4)來增加低壓渦輪功率，實(shí)現(xiàn)低壓轉(zhuǎn)子功率平衡。……