大涵道比涡扇发动机风扇_压气机气动设计技术分析.pdf

1

百度文库帮手网www.365xueyuan.com免费帮下载文库积分资料

1
本文由dubu_only贡献
pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机
查看。
第29卷2008年
第3期5月
航空学报ACTAAERONAUTICAETASTRONAUTICASINICA
Vol29No3May2008
文章编号:10006893(2008)03051314
大涵道比涡扇发动机风扇/压气机气动设计技术分析
陈懋章,刘宝杰
(北京航空航天大学能源与动力工程学院,北京100083)
特邀
Fan/CompressorAeroDesignTechnologyforHighBypassRatioTurbofan

ChenMaozhang,LiuBaojie
(SchoolofJetPropulsion,BeijingUniversityofAeronauticsa
ndAstronautics,Beijing摘100083,China)
要:对用于大型客机的大涵道比涡扇发动机的风扇/压气机气动设计技
术现状及其发展趋势进行了概
述,分析了其技术难点,旨在说明中国发展高性能大涵道比涡扇发动机在风扇
和压气机方面将面临的一些挑战,并分析亟待突破的一些关键技术。关键词:大
型客机;大涵道比;风扇;压气机;气动设计;噪声中图分类号:V231.3文献标
识码:AAbstract:Fan/compressoraerodesigntechnologiesforthedev
elopmentofhighbypassratioturbofansaresummarized,andtheirch
allengesonourdevelopmentofhighperformanceturbofanareanalyzed
.Somekeytechnologiesthatneedtobebreakthroughareproposed.
Keywords:largecommercialairplane;highbypassratio;fan;compre
ssor;aerodesign;noise
20世纪30年代末FrankWhittle和HansvonOhain相继发明了划时
代的喷气发动机,从此人类进入了一个崭新的时代喷气时代。经过60多年持续
不断的发展和创新,航空发动机和飞机的性能日益提高,已对人类社会的各个方面
产生了重大而深远的影响。航空涡轮发动机以其先进性和复杂性成为一个国家科技水
平、军事实力和综合国力的重要标志之一。在各种航空涡轮发动机中,军机主要追
求高的推重比;而民机则有更多方面的要求,如经济性、安全可靠性和环保等。
20世纪50年代出现了装机使用的涡轮风扇发动机。由于其特有的技术优势,在现
代的军用和民用航空发动机中已逐渐占据主流地位。目前中国已将大型民用客机正
式列为中长期发展规划中的重大专项,而世界干线客机的动力100%均采用涡轮风
扇发动机,这种状态在未来相当长的时期内不会有根本性的变化。作为大型客机的
动力装置,涡轮风扇发动机的主要优势在于:不仅能提供较快的飞行速度,而且具
有良好的经济性、安全性、可靠性和维修性,也能满足国际民航组织提出的环保
等方面的要求。

page1
收稿日期:20080321;修订日期:20080407通讯作者:刘宝杰Email:
[e-mail]
目前现役大型客机的典型技术指标是:飞行速度:800~850km/h(Ma=07
5~080,11km高空)。!巡航耗油率:055~060kg/(daN?h)。#空中
停车率:?0002~0005次/1000EFH。%寿命约为5&104h。进入21世
纪后,对这些方面提出了更高的要求,为此美国和欧盟制定了相应的技术发展目标,
如表1所示,以满足人们的未来需求。航空涡轮发动机经济性的提高主要是依靠提
高发动机的总效率,降低发动机的研制、生产、使用和维护成本。发动机的单位
耗油率与总效率成反比:Ce=v0/H率,=&。其中
00
(1)为总效
式中:v0为飞行速度;H为燃料热值,
0tpt
为发动机的热效率,表示
发动机作为热机将加入的热能转变为循环功的有效程度或理想程度;p为推进
效率,表示发动机作为推进器的有效程度。
514
航表1
空
学
报
第29卷
欧盟和美国中长期发展目标[1]
Table1EuroandUSAmidandlongtermrequirementsforaeroengines
[1]
基准20072010年2020年目标(欧洲航空技术研究顾问局)减少50%(包
括机身)减少40减少(15%~20%)4减少80%减少70%减少80%美国(先进技
术发动机计划目标)201