转子叶尖尾缘端削对轴流压气机失速裕度的影响机理

针对某型航空发动机压气机转子叶片尾缘出现的叶尖掉块问题,设计了两种叶片尾缘端削方案,并评估了两种端削方式对压气机级性能的影响,揭示了压气机的失速机理及端削对失速裕度的影响机理。结果表明,端削使压气机的压比裕度降低约0.5%,将压气机的流量裕度提升1%以上,整体上对压气机效率的影响较小;通过对流场的定量分析发现,压气机的失速由转子叶根附近叶片吸力面附面层的分离诱发;转子叶尖尾缘端削改变了整个叶高范围内流量的径向分布,并通过提高转子叶根附近的流量降低了附面层的分离程度,进而提升了压气机的流量裕度;采用叶片尾缘斜切的端削方式对压气机性能的影响更小,可以作为解决叶尖掉块的一种处理方法。

一种叶片前后缘削边形状计算方法

目前主要采用依据标准图样目视判断的方法分析加工后的叶片前后缘形状,存在测量效率低、重复性差、评价结果不一致等问题。本文提出基于厚度偏差趋势判断前后缘形状的方法,利用叶片截面中弧线分割叶片边缘厚度,根据评价区域最大厚度偏差、最大厚度偏差比和厚度偏差变化率系数,自动分析叶片前后缘削边形状。该方法具有快速、准确的特性,为发动机叶片加工质量的评价提供了重要保障。

转子尾缘端削对轴流压气机性能的影响

为验证叶顶尾缘端削在气动性能上的可行性,采用三维定常数值模拟方法,研究了叶顶尾缘端削对压气机性能的影响及相关机理。研究表明,第5级转子叶顶尾缘端削后,该转子叶顶压比降低,叶顶泄漏流强度减弱,叶顶堵塞减小,提升了压气机的流量裕度;第5级静子叶根的进口攻角降低,静子叶根附近的流动损失减小。总体上端削对压气机性能的影响很小,可以实施转子叶顶尾缘端削以防止叶尖掉角。

某型发动机机匣内套预旋喷嘴流量调整技术研究

针对某型发动机机匣内套预旋喷嘴流量不合格故障,从结构、装配位置、使用性能等方面进行了分析研究,进行了多次验证试验,采用切除某些叶片尾缘或用氩弧焊堆焊完全堵死少部分叶片通道,调整其流量通过的能力,调整后的机匣内套预旋喷嘴通过流量试验合格,满足发动机装机使用。