喷管喉道面积变化对大涵道比分排涡扇发动机性能的影响

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1、珏；昌替蛊，蠢而粉⋯“喷管喉道面积变化对大涵道比分排涡扇发动机性能的影响唐字峰，沈锡钢，李泳凡，李瑞军中航工业沈阳发动机设计研究所。沈阳110015唐宇峰11985)．男。在读硒士研究生．主要研究方向为航空宇航推进瑾论与I程。收稿日期：2010—06—23摘要：使月∞sturh软件计算和守析T女☆道比口排涡扇发自机自}Ⅻ喷管嘿道面积变化对发精机＆能的影响在低Ⅱ转子拽茸转建一定曲拄制托律下．目E7某垄发动机疃管喉道i积女m对发动孔转差、袼度、$转连口4度、推☆、牦☆率的#响＆过对比这些相Ⅱ关§，■“得到l}最合理曲j、卟i的喷管目租．Mm指导目p景^m度地优化发对机曲性能和延长发珈机日々避％寿命

2、。关键词：丈酒道比；分排涡扇发动机，喷管喉道面积；性能EffectofNozzleThroatAreaVariationonPerformanceofHighBypassRatioTurbofanEnginewithSeparateFlowTANGYtl—I；“g，SHENXi—gangLIYong一^11LIKui]”n(AVICShenyang^⋯目neRese卅h‰nnlwShenyang¨㈣15Chim)Ab$fmd‘The啦“矿⋯∞dbTpⅢsl^⋯fr册atlotlⅧIhP9帅⋯矿^耐6印⋯m，¨m曲n。岬w“汕$。P⋯flo,,⋯柚IJ^ⅡP“m“Ⅲ—、zPd^'fheGⅢfm剐

3、}⋯AII¨川lf“^r^e“小矿m¨⋯^Ⅻ‘pod⋯fed‘P。Pdjhe胆nof船，眦b⋯⋯IMn帅‘"’Pdd辨⋯P^￡f聊Pn^神∞db”P⋯Ⅳm5P∞Ej。叩“呷“，¨砷脒i“f”唧⋯m，￡^⋯dsFc⋯⋯j’镕Ⅲ“』⋯⋯’弹w¨⋯⋯mⅢt“^nⅢ／b>pmsn·wb¨⋯⋯6胁edhcom#州nglhese"妇⋯E^⋯lhe⋯"instead^⋯Io⋯foptlmL。ef¨pe听，⋯⋯“em“。P。，ⅢⅢ蚺，he‘*”Keywords：highbypassratio；turbofansnginewithseparateflow；nozzlethroalar目a；performance

4、1引言现役大捆道比分排涡扇发动机的喷管lli『秘基本不可凋，但在试车前可以通过更换不同面积的喷管．以寻求最佳的喷管面积而使发动机性能最优。因此．在j式验前．需研究不同的山、外喷管喉道面积对发动机性能的影响，确定晟优的内、外涵喷管喉道面积。航空发动机推力、耗油率涡轮进口温度、喘振裕度等参数的变化趋势通常相互矛盾，造成发动机性能往往达不到预先设计要求。通过调H内、外涵喷管喉道面积可以得到这些相互制约参数的最佳值从而达到优化发动机性能的目的。本文计算和分析r大涵道比分排涡扇发动机内、外涵喷管喉道面积变化对发动机性能的影响。目{H*％目B目i日§№月^Ⅻ日B6w％目《n¨n《∞E∞2喷管喉道面积变化对

5、发动机性能影响计算分析任较商转速范围工作时航空发动机商、低，Ii涡轮导向器进n处于临界状态，计算巾忽略效率变化对艟动机性能的自B响山于夫涵道比涡审发动机在慢午以J-状态(小包括慢车)般都采川hill(低I矗陕葬转速)作为删节参数的控制规律，幽此下面只计算分折扣Ⅶ．保持不变情况下发动机喷管面积变化对发动机性能的影响21内涵喷管喉道面积变化的影响内涵喷管喉道衙积对转差的影响如图1所示。地面状态选取m庐94％、92％、9I％、90％89％；高窄状态则选取Ⅲ。=96％，97％，98ch，99％、100％；等值线为低J毛转子相时换算转速，内涵喷管喉道而积增大．低Jli转于转速小变．高压转子转速减慢在地面

6、状态下，内涵喷管喉遒面积增_大5％，发动机商监转子换算转速减慢约075％；扫：高空状态下．内涵喷管喉道面积增大5％．发动机高压转了换算转速减慢约2％1己，1]喉道面积增加．风扇外涵工作线基本不变．进口流鳋基本不变。目2内月疃管喉遭面积对外涵工作点的影响因为‰。保持不变，外涌流量保持不变．。'外涌流量棚比，内涵流量变化非常小，所以内涵喷管喉道而积变化，但进口流量基本不变。对低压压气机工作点影响如图3所示，从图中可见．枉地面状态和高空状态下，内涵喷管喉道面积变化对低压压气机影响较大．内涵I贲管喉道面积增大，低压转子业同T作线上移．发动机低压压气机1i：}度减小。图1内涵喷管喉道面积对转差的群响口3

7、内涵噎管喉逋面积对低压压气机工作点的影响发动机内涵喷管喉道面积增加，转差娥小。这是因为内涵喷管面积增大，导致喉道截面压力降低．低压涡轮膨胀比增大，因此低压涡轮功增大，低压转子转速有加快的趋势；又因为高压涡轮进出口界面临界”I．所以干扰不会传到45截面处，高压涡轮膨胀比不变，为了保持帅不变则需要减少供油量，因此nm减慢，转差减小。内涵喷管喉道面积对外涵工作点的影响如图2所示。地面状态选取n。=94％