吸雨对压气机叶栅气动性能影响的实验研究

针对雨水会导致飞机发动机非正常运行的实际问题,以压气机静叶叶栅为对象开展了压气机吸雨实验,探究了0.5马赫数和同一进口总压条件下不同来流含水量对压气机气动性能的影响。实验结果表明:来流水滴在压气机叶栅中会发生充分破碎,不同含水量来流破碎后水滴粒径基本一致,极限水滴破碎粒径约为13.3μm。随来流含水量增加,叶栅压力面静压基本不变,吸力面静压升高,因此叶片载荷系数降低。同时,总压损失系数随含水量增大而增大,当含水量为6.41%时,相对于干空气流动,总压损失系数大致上增加了一倍。另外,来流含水量对叶栅落后角和气流转折角的影响主要体现在叶栅的尾缘附近,其中压力面侧壁附近角度变化为1°~3°。由实验结果推测雨水影响压气机叶栅气动性能的机理为:雨水进入叶栅中发生充分破碎,消耗主流部分动能,使得来流总压沿着流动方向不断降低,来流含水量越大总压降低越多;破碎后水滴沉积在叶栅表面,在主流剪切力、壁面摩擦力和水膜表面张力共同作用下形成溪流流动,引起表面静压变化。