航空发动机叶尖间隙数学模型的建立与验证

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1、第41卷第6期2015年12月航空发动机AeroengineV01．4lNo．6Dec．2015航空发动机叶尖间隙数学模型的建立与验证陈研1，吕天波1，张生1，张镭2(1冲航工业沈阳发动机设计研究所，沈阳110015；2．东北大学机械工程与自动化学院，沈阳110819)摘要：在航空发动机装配中，保证设计要求的叶尖与机匣间隙，可以减少工作介质泄漏，降低端壁损失，从而保证发动机性能。基于单传感器单步法测得的间隙数据在国内开创性地建立了叶尖间隙数据处理的数学模型，推导出判断转子与机匣装配是否合格的叶尖间隙相关特征参数E。，‰以及转静子同心度陆的求解公式，建立了发

2、动机水平放置时消除下沉量影响的数学模型。并在LabVIEW平台上开发了相应的数据处理软件验证了所建立的数学模型的正确性。关键词：叶尖间隙；数学模型；LabVIEW；航空发动机中图分类号：V239文献标识码：Adoi：10．13477／j．cnki．aeroengine．2015．06．004EstablishmentandVerificationofAeroengineTipClearanceMathematicalModelCHENYanl，LYUTian—b01，ZHANGShen91,ZHANGLei2(1．AVICShenyangEngineDes

3、ignandResearchInstitute，Shenyang110015，China；2．SchoolofMechanicalEngineeringandAutomation，NortheasternUnivenity，Shenyang110819，China)Abstract：Thegoodtipclearanceinaircraftengineassemblycanreducetheleakageoftheworkingmediumandthelossoftheendwalltoguaranteeengineperformance．Basedont

4、hetipclearancedatatestedbysingle-sensorsingle—stepmethod，thetipclearancemathematicalmodelhasbeenestablishedfirstly．Themodelcansolvetherelativeparametersthatjudgethequalificationofrotorandeasingassembly，forexample，‰，k如andsoon．Andthemodelforeliminatingeffectsofthesubsidencewasalsoes

5、tablishedwhentheen舀newasplacedhorizontally．TheenginetipclearancedataanalysissoftwareWasdevelopedontheLabVIEWplatformandtheaccuracyofmodelwasverified．Keywords：tipclearance；mathematicalmodel；LabVIEW；aeroengine0引言先进的气动设计与试验方法使航空发动机压气机和涡轮的效率已经达到很高水平，为了进一步提高其效率，除注重气流参数选择外，还应减小叶尖间隙损失。这种

6、损失是由转子叶片和机匣间的间隙造成的。虽然可用计算机模型来预测叶尖间隙，但这种预测必须由试验数据来验证和细调。所以在航空发动机研制过程中，叶尖间隙是1个基本的测量参数。叶尖间隙过大，会降低发动机的效率，增加耗油率；但叶尖间隙也不能过小，因为过小的间隙有可能危及发动机的安全。因此必须严格控制叶尖间隙和测量叶尖间隙，使发动机处于最佳的运行状态。目前，对发动机叶尖间隙研究主要采用通过测试设备测得发动机工作时的叶尖间隙值的试验分析方法，近年来国内航空研究机构开发了多种间隙测量方法，常用的有火花放电法、涡电流法、激光光学法、电容法、微波法、超声波法以及光纤法等。但是

7、目前国内的研究还停留在测量叶尖间隙数据层面上，还没有针对测得的叶尖间隙数据处理开展相关研究工作。本文在国内率先进行了叶尖间隙数据收稿日期：2014-08—12基金项目：国家重大基础研究项目资助作者简介：陈研(1988)，男，硕士，主要从事航空发动机维修保障工作；E—mail：Rooney_cy@126．com。弓＼甩格式：陈研．g天波．张生，等．航空发动机时尖间隙数学模型的建立与验证田航空发动机，2015．41(6)：17—21．CHENYah．LvTiembo．ZHANGSheng，ela1．EstablishmentandverificationoFa

8、eroenginetipclearancemathematical