辽宁科技大学地址涡轮发动机喘振分析及预防措施

中国民航飞行学院自考毕业论文

中国民用航空飞行学院

高等教育自学考试毕业论文

论

题

涡轮发动机喘振分析及预防措施

姓

名

王

强

专

业

航空维修工程管理

准考证号

指导教师

杜

英

杰

完成日期

2012

年

6

月

16

日

中

国

民

用

航

空

飞

行

学

院

1

中国民航飞行学院自考毕业论文

涡轮发动机喘振分析及预防措施

摘要

发动机是飞机的心脏，发动机的正常运转 保证了飞机的安全。发动机的喘

振是发动机的所有故障中最有危害性的一个。

发生的条件，

预防措施及使用维护中注意的事项 做以下浅析。

压气机喘振是气流沿压气机轴线方向发生的低频率，高振 幅的震荡现象。

这种低频率高振幅的气流振荡是一种很大的激振力来源，它会导致发动机 机件

的强烈机械振动和热端超温，并在很短的时间内造成机件的严重损坏，所以在

任何状态下都不允许压气机进入喘振区工作。

喘振时 的现象是：发动机的声音由尖哨转变为低沉；发动机的振动加大；

压气机出口总压和流量 大幅度的波动；转速不稳定，推力突然下降并且有大幅

度的波动；发动机的排气温度升高 ，造成超温；严重时会发生放炮，气流中断

而发生熄火停车。

因此，一旦发生上述现象，必须立即采取措施，使压气机退出喘振工作状

态。

关键词

：

涡轮发动机；喘振；超温；预防措施；

2

中国民航飞行学院自考毕业论文

Abstract

：

The engine is the

heart of the plane’s engines ensures

the normal

operation of the security. The engine surge is the engine of the most

dangerous

of

all

faults.

Now

from

the

formation

of

the

surge,

the

change

in

condition,

the

preventive

measures

and

use

maintenance

notices

do

the

following analyzed.

Air compressor surge is along the axis of the compressor happened

low

frequency

and

high

amplitude

the

oscillation

of

the

phenomenon.

This

kind of low frequency oscillation amplitude of high flow is a big shock

source; it can lead to engine parts of strong mechanical vibration and

hot

end

of

overheating,

and

in

a

very

short

period

of

time cause

serious

damage

to

illustrate,

so

in

any

state

are

not

allowed

into

the

compressor

surge area work.

Surge

is

the

phenomenon:

the

voice

of

the

engine

by

whistle

into

deep

pointed;

The

engine

vibration

increase;

Compressor

export

total

pressure

and

flow

of

the

fluctuation

of

greatly;

Speed

is

not

stable,

thrust

down

and suddenly there is a big wave; The engine

exhaust temperature, cause

overheating;

Serious

while

happens,

the

air

of

interrupts

occurred

parking stall.

Therefore, once the occurrence of the above phenomenon, must take

immediate measures to make the compressor exit surge working state.

3

中国民航飞行学院自考毕业论文

目录

摘要

........ .................................................. .......................................... 2

前言

................ .................................................. .................................. 5

第一章

喘振的认识

.

........................................... .............................. 6

1.1

压气机工作原理

....................................

6

1.1.1

基元级速度三角形

.... .................................................. .........................................

6

1.1.2

增压原理

.................................................. .................................................. ...........

6

1.2

喘振的定义

........................................

8

1.3

喘振的表现及危害

..................................

9

1.4

案例

..............................................

9

第二章

造成发动机喘振的原因

......................... .......................... 11

2.1

气流分离

.........................................

11

2.2

叶片槽道的扩压性

.................................

13

2.3

旋转失速

.........................................

14

第三章

喘振的预防及应采取的措施

........................................... 15

3.1

通过改进发动机结构设计以预防喘振

.................

15

3.2

通过设计喘振控制系统来防止喘振的发生

.............

16

3.2.1

压气机中间级放气

.... .................................................. .......................................

1

6

3.2.2

可旋转导向叶片

..... .................................................. ..........................................

1

7

3.2.3

控制供油规律

...... .................................................. .............................................

1

9

3.3

正确操作

,

精心维护发动机

.........................

19

3.4

飞行过程中发动机喘振采取的措施

...................

19

3.4.1

选取合适的主、副油路节流嘴直径

.

...................................... .........................

1

9

3.4.2

提高升压限制器退出工作点

.

......................................... ..................................

2

0

3.4.3

选择动态性能较好的定压活门

.

....... .................................................. ..............

2

0

3.4.4

选择合适的层板节流器

.

........................................... ........................................

2

1

第四章

结论

.......................... .................................................. ........ 21

第五章

致谢

.......................... .................................................. ........ 22

第六章

参考文献

.

................ .................................................. ......... 23

4

中国民航飞行学院自考毕业论文

前言

近几十年来

,

随着航空事业的发展

,

飞行器的安全性和可靠性越来越引起

人们的重视

,

特别是民用客机

,

一旦发生故障

,

轻则 影响飞机的性能

,

重则机毁

人亡

,

后果不堪设想。

航空发动机是飞机的心脏

,

而发动机的喘振问题一直制约着涡轮发动机的

发展

, < /p>

影响发动机的性能

,

同时发动机的喘振是发动机的所有故障中最有危 害

性的一个，是对民用客机安全以及整个航空事业发展的巨大威胁。

< /p>

民用客机要求安全、可靠、经济。安全是民用飞机设计首要考虑的问题。

< br>要达到安全的目的

,

必须符合最基本的适航性要求

,

即，

要求航空器包括部件及

子系统整体性能和操纵特性在预期 运行环境和使用限制下具有安全性和物理完

整性品质。这种品质要求航空器应始终处于符 合其型号设计和安全运行状态。

本篇论文从产品设计、修理工艺和维护 使用三方面进行分析，使我们更能

清楚的了解飞机发动机喘振的形成

,< /p>

发生的条件

,

预防措施及使用维护中注意的

事项。

5

中国民航飞行学院自考毕业论文

第一章

喘振的认识

1.1

压气机工作原理

1.1.1

基元级速度三角形

轴流压气机由多级组成，每级由一圈转子和静子级成。如果我们用某直径

的圆柱面取压气机的一个级，并展现为平面，即得一个两排平面叶栅组成的基

元 级。基元级是压气机的基本元素当气流经过动叶栅（转子）

，在它的前后两个

速度三角。如图

1-1-1

1-1-1

V

表示绝对速度，

w

为相对速度，

u

为转缘速度

由于轴流压气机级的增压比小，且在压气机级前后流程通道尺寸径向尺寸

逐渐缩 小，所假定在压气机级的进出口的轴向分速不变，即

V2a=V3a

。如再假

定

V1

、

V3

方向一致，就可将叶轮前后的两个速度三角形画在一起。

1.1.2

增压原理

从速度三 角形看，气流经过动叶栅，相对速度从

W1

降为

W2

，绝对速度从

6

中国民航飞行学院自考毕业论文