航空发动机叶尖径向间隙研究进展综述

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1、第40卷第1期航空发动机Vo1．40NO．12014年2月AeroengineFeb．2014航空发动机叶尖径向间隙研究进展综述胡延青，申秀丽(北京航空航天大学能源与动力工程学院，北京100191)摘要：航空发动机叶尖径向间隙是影响其性能和结构安全性的重要因素。简述了航空发动机叶尖间隙研究的国内外发展现状，进而量化间隙对发动机性能的影响，摸清叶尖间隙随飞行里程的变化规律，总结出影响叶尖间隙的主要因素有热负荷、离心负荷、转子不平衡响应、转子热弯曲、机动载荷等，基于各影响因素认为，通过转、静子变形来综合计算分析稳态、瞬态间隙是目前

2、发动机叶尖间隙主要分析方法。为数值分析发动机叶尖间隙打下技术基础。关键词：叶尖径向间隙；影响因素；变化规律；分析方法；航空发动机中图分类号：V23]文献标识码：Adoi：10．13477~．cnki．aeroengine．2014．01．011OverviewonAeroengineRadialTipClearanceHUYan—qing．SHENXiu—li(SchoolofEnergyandPowerEngineering，BeihangUniversity，Beijing100191)Abstract：Aeroengin

3、etipradialclearanceisanessentialfactorefectsonbothperformanceandstructuralsafety．Thedevelopmentstatusofaeroenginetipradialclearanceintheworldwasinvestigated，whichtheinfluenceofclearanceonperformancewasquantifiedandtheclearancevariationduringtheflightcoursewasfoundou

4、t．Themainfactorsinfluencingtheclearanceweresummarized，includingthermalload，centrifugalload，rotorunbalanceresponse，rotorthermalbendingandmaneuveringloads．Basedontheinfluencefactors，syntheticcalculatingandanalyzingsteadyandtransienttipradialclearancebytherotor-statord

5、eformationisthemainanalysismethodatpresent．Itprovidesatechnical~undationforthenumericalanalysisofaeroenginetipclearance．Keywords：tipradialclearance；influencefactor；variation；analysismethod；aeroengine0引言叶尖间隙每减小0．25mm，耗油率降低0．8％一1．0％，氮氧化物、CO、CO等有害气体的排放均减少；有效合从19世纪60年代开

6、始，随着燃气涡轮发动机的理减小叶尖间隙可以延长使用周期最高达1000周发展，对其部件效率、寿命和安全性要求越来越高_】i，期。而同样的间隙水平对军用发动机影响更为显著II。间隙变化对发动机的性能和结构安全性影响很大，尤马文生等人I嗵过模拟计算得出间隙增大1％引起效其是发动机叶尖径向间隙。叶尖径向间隙的变化规律率约降低1．3％；郭淑芬实测得到涡轮叶尖间隙每增根据不同的飞行条件和不同类型的发动机有着不同加叶片长度的1％，效率会降低1．5％；陈炳贻i1通过对的特点且难以掌握，影响间隙大小的因素又很复杂。涡轴发动机试验认为压气机转子叶

7、尖间隙对发动机因此，预测发动机叶尖间隙成为发动机设计中的重要稳态性能和稳态裕度均有一定影响。一般认为，叶尖技术难题。间隙越小越好，而文献【91认为叶尖径向间隙存在】个发动机叶尖径向间隙对其性能有重要影响。减小“最佳间隙值”。高压转子叶尖间隙能大幅度降低燃油消耗率，降低排本文从间隙研究的重要性人手，从叶尖间隙的变气温度，延长发动机使用寿命，同时扩展压气机喘振化规律和分析方法等方面进行综述，总结叶尖间隙分边界I，并减少有害气体的排放。某发动机高压涡轮析的关键技术，为后续研究提供参考。收稿日期：2013—09—25作者简介：胡延青(

8、1989)，女，在读硕士研究生，研究方向为航空发动机总体结构强度及其多学科优化；E—mail：yanqingsnnw28@163．cornS

9、用格式：胡延青，申秀丽．航空发动机叶尖径向间隙研究进展综述(j1，航空发动机2014，40I1)：60—67．HUYanqing，SH