机动载荷作用下航空发动机机匣结构对叶尖间隙的影响分析

针对机动载荷作用下航空发动机压气机叶尖间隙变化不均匀问题,开展了机动载荷作用下结构因素对叶尖径向间隙的影响研究。以小涵道比涡扇发动机为对象,建立计算模型,通过有限元数值模拟,得到航空发动机压气机机匣和中介机匣在机动载荷作用下对高压压气机叶尖间隙的影响规律。结果表明,采用双层机匣结构能够增加压气机的纵向刚度,减小压气机在法向过载和陀螺力矩作用下的椭圆变形和转静子偏心,使得叶尖间隙变化更为均匀。增加中介机匣的刚性,可以减小压气机内层机匣在法向过载作用下的非对称变形,从而改善压气机叶尖工作间隙特性。机匣结构对压气机叶尖间隙在机动载荷作用下的影响较为显著,通过对机匣结构的改进,可获得0.41%~0.64%的工作间隙减小收益。

机动载荷下高压压气机变形控制及结构优化研究

以某成熟发动机为对象,开展高压压气机机匣结构对叶尖间隙影响分析。建立计算模型,通过有限元数值模拟,得到压气机机匣结构在机动载荷作用下对叶尖间隙的影响规律,并对机匣结构进行优化以改善机匣在机动载荷作用下的变形。结果表明,高压压气机采用双层机匣结构能够增加压气机的纵向刚度,减小机匣的最大变形,使得叶尖间隙变化更为均匀。通过结构优化能够降低内层机匣的径向变形和相对椭圆度,减少机动载荷对叶尖间隙的不良影响。