某型涡轮风扇式发动机喘振研究

摘要

喘振是对航空发动机性能具有重要影响的参数，是制约发动机性能以及影响飞行安全的主要因素。本文基于航空涡扇发动机防喘技术与FADEC技术，针对航空涡扇发动机喘振预测技术的发展现状及制约因素，依托某型发动机的实际，展开航空涡扇发动机喘振预测技术及试验的研究。
　　本文分析了各种监控喘振及防喘的方法，按照发动机的气动热力过程，将发动机按轴向功能划分成相对独立的几大部件，如进气道、风扇、压气机、燃烧室、高低压涡轮、尾喷管，研究并建立了发动机部件级模型。根据研究需要，在基于发动机喘振特征基础上，结合压气机原理、结构及特性，展开了压气机喘振预测技术研究，根据压气机非稳定工作状态及喘振机理，重点总结了压气机喘振时参数判读，对压气机部件特性及喘振边界获取试验方法及结果进行了部分归纳，分析了传统的基于喘振边界的喘振预测方法以及喘振主动控制技术。
　　作为全文工作的基础，研究某型发动机喘振故障，并对某型涡扇发动机进行一系列喘振试验，开展某型发动机喘振故障及逼喘、诱喘试验研究，根据FADEC监控数据及地面设备监控数据，对其涡轮间温度，压力变化等一系列参数进行综合分析，识别出喘振时影响发动机失稳的关键参数，验证该型发动机喘振预测方法以及防喘退喘主要操作方式，总结出涡扇发动机整机真实喘振试验过程中的各项参数变化曲线，为自主研发先进涡扇发动机提供一定参考。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景与意义

1．2 国外喘振研究方法与成果

1．3 国内喘振研究现状

1．4 涡扇发动机喘振解决方案的瓶颈

1．5 本文的研究目的及意义

1．6 本文的主要工作

第2章 涡扇发动机整机喘振与数学建模

2．1 航空涡扇发动机结构解析

2．2 涡轮风扇发动机喘振形成原因及发动机状态分析

2．3 涡扇发动机防喘系统功能

2．4 某型涡扇发动机数学建模研究

2．5 本章小结

第3章 压气机喘振及信号识别

3．1 某型涡扇发动机压气机分类与结构组成

3．1．1 压气机的分类与性能

3．1．2 某型压气机工作原理及主要性能指标

3．2 压气机特性、共同工作线及喘振裕度

3．3 压气机的非稳定工作特征

3．4 喘振与旋转失速

3．5 喘振预测技术

3．6 涡扇发动机压气机喘振主动控制方法

3．7 某型涡扇发动机压气机喘振特征的监测判定方法

3．7．1 某型涡扇发动机喘振波形曲线判断

3．7．2 判断喘振参数判据

3．8 本章小结

第4章 某型发动机喘振故障及逼喘试验研究

4．1 某型系列发动机介绍

4．2 某型发动机喘振故障的监控

4．3 某型发动机的主要防喘方式故障分析

4．3．1 防喘活门

4．3．2 可调静子导流叶片

4．4 某型涡扇发动机逼喘方法的研究

4．4．1 涡轮风扇发动机的逼喘方法

4．4．2 某型涡扇发动机逼喘试验

4．5 本章小结

第5章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

致谢