某型航空发动机高压涡轮叶尖间隙数值分析

为提高现代航空发动机的性能和可靠性 ,国内外许多研究机构都先后开展了叶尖间隙控制技术方面的研究 ,而进行叶尖间隙的数值分析是其中的重要内容之一。本文采用有限元数值分析法 ,结合某型发动机高压涡轮 ,分析了叶片、轮盘和机匣的热 -结构耦合变形及涡轮叶尖间隙的变化规律 ,得到了较为合理的计算结果。计算分析表明 :在发动机快速加、减速的情况下 ,叶尖间隙的变化较大 ;涡轮叶片的热响应最快 ,涡轮盘的热响应最慢 ;发动机在采用了控制机匣温度的方法后 ,叶尖间隙得到了有效的控制。

一种压气机过渡态叶尖径向间隙控制方法研究

在发动机工作条件下,压气机机匣热响应通常比转子热响应更快,这种特点会导致过渡态压气机转、静子热变形不匹配,尤其是压气机后几级。通过减缓压气机机匣热响应的叶尖间隙控制措施,可有效降低过渡态对压气机后几级叶尖径向间隙的影响。以某压气机为例,采用在机匣局部增加质量的方式提高机匣热容,可起到减缓过渡态机匣热响应的作用。理论计算表明,过渡态叶尖最小间隙可增加约0.17 mm,进而可以降低叶尖转、静子碰磨风险或允许减小叶尖间隙;最大间隙减小约0.24 mm,进而可以提高发动机效率和安全性。该叶尖间隙控制结构可供工程设计参考。