[發明專利]一種壓氣機實驗平臺及其喘振和深度失速的退出方法

有效

• 申請號: 202011449693.4
• 申請日: 2020-12-11
• 公開（公告）號: CN112412864B
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發明（設計）人: 曹傳軍;姜逸軒;尹澤勇;李繼保;吳帆;翟志龍;王進春
• 申請（專利權）人: 中國航發上海商用航空發動機制造有限責任公司;中國航發商用航空發動機有限責任公司
• 主分類號: F04D27/00
• 分類號: F04D27/00;F04D27/02
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 顏鏑

本公開涉及一種壓氣機實驗平臺及其喘振和深度失速的退出方法。壓氣機實驗平臺包括：壓氣機機匣，內壁面設有多排靜葉；壓氣機輪轂，設置于壓氣機機匣的內部，且外壁面設有多排動葉，相鄰排的上游靜葉和下游動葉構成一級壓氣機級；背壓閥門，控制壓氣機實驗平臺的出口的開閉；和引氣組件，進喘瞬間從每一級壓氣機級的出口進行引氣抽吸。引氣組件包括：多排引氣孔，開設于壓氣機機匣的內壁面，并分別位于每一級壓氣機級的出口；引氣控制閥，設置于引氣孔的流道路徑上，控制引氣孔的流道開閉；和抽吸裝置，設置于引氣孔的出口，受控地從引氣孔向外界大氣主動抽吸氣體。本公開實施例能有效解決壓氣機實驗平臺中出現的反復“進喘?退喘?進喘”問題。

技術領域

本公開涉及航空發動機實驗領域，尤其涉及一種壓氣機實驗平臺及其喘振和深度失速的退出方法。

背景技術

喘振是壓氣機在某一轉速下，總壓比升高到一定程度時，由于壓氣機葉片葉背分離流動導致流場急劇惡化，出現氣流在壓氣機軸線方向上低頻率、高振幅的氣流震蕩現象。失速則是壓氣機由于負荷過高而出現的流場不穩定現象，通常伴有隨動葉旋轉的低能失速氣流團。

壓氣機的喘振會對壓氣機乃至發動機造成重大危害，因此發動機處于服役期間，其運行工況將被嚴格地限制在發動機正常運行包線內，不允許壓氣機發生喘振。而為了準確獲得壓氣機的喘振邊界，在發動機設計階段，就需要在一系列轉速下，通過增大壓氣機總壓比，使發動機進入喘振狀態，從而獲取壓氣機在各個轉速下的喘振邊界。

但是由于喘振的瞬間能量巨大，對壓氣機危害巨大，因此試驗時喘振狀態的持續時間不能過長，通常壓氣機試驗退喘時間要求不大于0.5秒。因此及時有效的退喘措施至關重要。

然而針對高轉速大工況下的喘振，目前的壓氣機實驗平臺的退喘裝置及方法通常只能使壓氣機單次短暫地退出喘振狀態，且退出喘振狀態后仍伴有深度失速現象，進而容易在外界極微小的機械擾動下，觸發壓氣機的二次進喘，使壓氣機出現反復“進喘-退喘-進喘”的現象，給壓氣機實驗件及實驗平臺帶來不可逆的傷害。

發明內容

有鑒于此，本公開實施例提供一種壓氣機實驗平臺及其喘振和深度失速的退出方法，能夠有效解決壓氣機實驗平臺中出現的反復“進喘-退喘-進喘”問題，保護壓氣機實驗件及實驗平臺的結構完好。

在本公開的一個方面，提供一種壓氣機實驗平臺，包括：

壓氣機機匣，呈圓筒狀，且內壁面設有多排靜葉；

壓氣機輪轂，呈圓筒狀，可旋轉地同軸設置于所述壓氣機機匣的內部，且外壁面設有多排動葉，相鄰排的位于上游的所述靜葉和位于下游的所述動葉構成一級壓氣機級；

背壓閥門，設置于所述壓氣機實驗平臺的出口，用于控制所述壓氣機實驗平臺的出口的開閉；以及

引氣組件，被配置為在壓氣機的進喘瞬間，從每一級所述壓氣機級的出口進行引氣抽吸；

其中，所述引氣組件包括：

多排引氣孔，開設于所述壓氣機機匣的內壁面，每排引氣孔一對一地位于每一級所述壓氣機級的出口截面，以使每一級所述壓氣機級的出口分別與外界大氣連通；

引氣控制閥，設置于所述引氣孔的流道路徑上，用于控制所述引氣孔的流道開閉，其中，每一級所述壓氣機級對應的引氣控制閥被配置為在正常試驗過程中保持全關，以及在所述背壓閥門處于打開狀態的基礎上，當壓氣機處于進喘瞬間時全部打開；以及

抽吸裝置，設置于所述引氣孔的出口，能夠受控地從所述引氣孔向外界大氣主動抽吸氣體。

在一些實施例中，每排所述引氣孔的數量為2~4個。

在一些實施例中，所述引氣孔在所述壓氣機機匣的內壁面上的截面呈圓形，且所述引氣孔的孔徑介于相鄰的上游動葉的葉尖弦長的0.1~0.2倍。