杨晓军，于天浩，胡英琦，常嘉文

（中国民航大学航空工程学院，天津 300300）

在燃气涡轮发动机运行的过程中，涡轮部件会受到污染物的沉积、腐蚀和侵蚀。当飞机在起降或低空飞行时，燃气涡轮发动机往往会吸入灰尘、砂砾或其他颗粒物，特别是在沙漠或火山活跃地区。此外，航空燃料在高温环境下生成的金属化合物的副产物，也是极易沉积的颗粒物。其中，钒燃烧的产物V2O3会在涡轮叶片上沉积，在过剩热空气流条件下，氧化成V2O5，易与基体镍合金形成低熔点的共晶化合物。无论是吸入外界污染物还是航空燃料燃烧，所产生的颗粒物都会在涡轮叶片上产生沉积现象，其中，在高压涡轮第一级静叶的沉积最为明显。沉积会导致涡轮叶片表面粗糙度增大、气膜冷却效率降低，更严重的会导致热障涂层脱落的现象出现。

目前，对于涡轮发动机的沉积研究主要分为2种：实验研究和数值模拟。实验研究主要包括3种：全尺寸发动机沉积实验、加速沉积实验及熔融石蜡颗粒沉积实验。Dunn等［1］分别对TF33涡轮风扇发动机和J57涡轮喷气发动机进行了灰尘环境下的运行实验，观测发动机性能衰退情况。Kim等［2］使用2种不同的火山灰，在真实发动机环境下，研究了燃烧室和高压涡轮叶片处颗粒物的熔化和沉积情况。Jensen等［3］开发了一种涡轮加速沉积设备（TADF），利用该设备，通过匹配燃气轮机净外来颗粒通过量、颗粒撞击角度、气流的马赫数及温度，可以实现在实验条件下短时间的沉积近似匹配真实发动机的长时间沉积。……