□ 李 斌 □ 张江伟 □ 马清妍

中国航发西安航空发动机有限公司 西安 710021

1 分析背景

航空发动机及燃气轮机性能的衰退主要受各种操作和环境因素的影响。航空发动机可能会吸入腐蚀性盐雾、灰尘颗粒、风沙、燃烧产生物,甚至火山灰,航空发动机部件会被不断侵蚀破坏。对于航空发动机自身而言,材料生锈或剥落,燃油泄漏,甚至不干净的燃油,均会腐蚀流道表面,产生的积垢会堵塞系统。以上衰退源以不同的方式影响航空发动机的性能,风扇处于航空发动机的最前端,外界微粒容易在风扇叶片表面沉积,积垢和侵蚀会增大叶片表面粗糙度值,从而影响航空发动机的工作性能,风扇叶片表面质量对航空发动机性能影响的研究已经较为迫切[1-3]。

国内外针对风扇叶片表面粗糙度变化造成航空发动机性能下降开展了大量研究,研究结果均表明,叶片表面粗糙度变差会造成风扇性能衰退,从而降低航空发动机的使用性能[4-11]。某航空发动机三次修理后,主机性能偏低,推力和空气流量偏小,在喷口放大的情况下,低压工作线仍偏高,造成航空发动机性能不合格。分解发现,这台航空发动机风扇叶片由于使用时间较长,叶片表面粗糙度差。笔者针对三次修理后由于叶片表面粗糙度差导致的航空发动机性能衰退问题展开研究,采用计算流体动力学数值仿真方法,计算分析不同风扇叶片表面粗糙度对航空发动机性能的影响,确定不同叶片状态无极风扇性能曲线,并通过航空发动机试车予以验证。……