王旭東,王玉江,張學敏,楊焜,張小鋒,陸靜
(1.廣西科技大學機械與汽車工程學院,廣西 柳州5 45006; 2.廣東省科學院新材料研究所/現代材料表面工程技術國家工程實驗室/廣東省現代表面工程技術重點實驗室,廣東 廣州 51065)
隨著蒸汽機、內燃機的發明與使用,以及火車、汽車、輪船的出現,人們可以使用化石能源讓自己更快地去到更遠的地方。而飛機的發明,更使得人們可以輕易的跨越高山與大海,極大的便利了生活。時至今日,人類社會的發展越來越離不開航空工業,但同時也使得全球碳排放急劇上升[1],二氧化碳含量升高帶的全球變暖與極端天氣已經成為了全世界人們的共同問題[2-7]。航空發動機是航空工業的心臟,航天事業的桂冠明珠。航空工業的不斷發展及減少碳排放的需求,對航空發動機的推力、效率、油耗提出了越來越高的要求[8-9]。
航空發動機內部的機匣與葉片之間的間隙變化對于航空發動機的性能影響很大,且在不同的發動機和不同的飛行條件下都各不相同且難以預測[10]。有研究[11]表明:減小航空發動機機匣與葉片之間的間隙可以極大地提高發動機效率(見圖1),高壓渦輪葉尖間隙每減小0.25 mm,油耗將減小0.8%—1%[11];徑向間隙每增大0.13—0.25mm,渦輪效率提升0.5%—1%。因此,為了最大的提升發動機的性能,應當盡可能的減少機匣與葉尖之間的間隙。在實際服役過程中,加工裝配誤差導致的轉子不對中、熱流導致的熱膨脹、高速轉動過程中的離心膨脹、其他不對稱部件的存在等多種原因影響,葉尖間隙一直在變化,這可能導致燃氣泄漏、葉片磨損及壓縮機失速。……