部件老化对大涵道比涡扇发动机性能影响仿真.pdf

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1、第45卷第4期2013年8月南京航JournalofNanjing空航天大学学报UniversityofAeronautics&AstronauticsV01．45No．4Aug．2013部件老化对大涵道比涡扇发动机性能影响仿真赵运生胡骏屠宝锋赖安卿(南京航空航天大学能源与动力学院，南京，210016)摘要：为研究部件老化对大涵道比涡扇发动机性能的影响，在分析压气机、涡轮部件老化因素的基础上，建立了和飞行循环数相关联的部件特性修正模型。结合部件匹配方法，建立了分析部件老化对大涵道比涡扇发动机性能影响的计算模型，并采用Newton_Raphson方法求解其构成的非线

2、性方程组。以某大涵道比涡扇发动机为例，定量地分析了8个典型工况下部件老化对发动机推力、耗油率等性能参数的影响。计算结果表明，当该型发动机达到返修状态时，部件老化导致其推力下降7．29％，耗油率上升8．23％，排气温度上升68．3K，同时大幅降低其稳定裕度。关键词：涡扇发动机；大涵道比；部件老化；性能仿真中围分类号：V231．3文献标志码：A文章编号：l005—2615(2013)04一0447一06SimulationofComponentDeteriorationEffectonPerformanceofHighBypassRatioTurbofanEngine

3、Z^口oYk咒s^P行g，H“-厂“咒，T“B口(∥叠咒g，L口iA，2qi咒g(CollegeofEnergyandPowerEngineering，NanjingUniversityofAeronautics8乙Astronautics，Nanjing，210016，China)Abstract：Forassessingthecomponentdeteriorationeffectsonahighbypassratioturbofanengine，thecomponentcharacteristiccorrectionmodelassociatedwithfl

4、ightcyclesisestablishedbasedontheanaly—sisofcompressorandturbinecomponentsdeteriorationfactors．Combinedwithcomponentmatchingmethod，thesimulationmodelanalyzingcomponentdeteriorationef{ectonahighbypassratioturbofanengineisestablished，andNewton—Raphsonmethodisadoptedtosolvethenonlineareq

5、uations．Takingahighbypassratioturbofanengineforexample，componentdeteriorationeffeetonengineperformanceparameterssuchasenginethrustandspecialfuelconsumptionarequantitativlyanalyzedunder8typicaloperationconditions．Resultsshowthatwhentheenginereachestherenovatessate，componentdeterio—rati

6、onlowersthethrustby7．29％，increasesthespecialfuelconsumptionby8．23％，increasestheen—ginegastemperatureby68．3K，andreducesthesurgemarginsignificantly．Keywords：turbofanengine；highbypassratio；componentdeterioration；performancesimulation航空发动机是飞机系统中故障率最高、维护工作量最大的系统Ⅲ。压气机、涡轮作为高速旋转部件，随着服役时间的增加，会

7、出现老化现象，主要表现为工作效率和流通能力降低阻2

8、。定期维护虽然能在一定程度上延长使用寿命，但其老化的趋势不可改变。受部件老化影响，发动机转速或压比等被控制参数和推力之间的对应关系发生变化，导致发动机提供的推力与需求不符啪；而耗油率的增加，基金项目：高等学校博士学科点专项科研基金(20113218120006)资助项目。收稿日期：2012—10一24；修订日期：2013一02—21通信作者：胡骏，男，教授，博士生导师，1959年出生，E-mail：hjape@nuaa．edu．cn。448南京航空航天大学学报第45卷导致经济性能下降；排气温度升高和稳定裕度降低则

9、会降低可靠