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篇1：浅析航空压气机及其发展趋势
浅析航空压气机及其发展趋势
压气机(compressor)：燃气涡轮发动机中利用高速旋转的叶片给空气作功以提高空气压力的部件。
摘要：作为航空发动机的核心部件之一，压气机的作用是给燃烧室提供经过压缩的高温、高压气体。为了能够全面了解航空压气机，本文系统地介绍了压气机的分类、性能指标以及发展趋势，进一步推动我国航空事业的发展。
关键词：航空发动机;高温、高压;性能指标;压气机
一、压气机分类
1.1 离心式压气机
离心式压气机由进气系统、叶轮、扩压器和集气管等四部分组成，它通过中间轴与涡轮相连。为了增加进气量，叶轮采用双面进气，这样有利于平衡作用在轴承上的轴向力。为迎合气流相对运动的速度方向，叶轮的进口部分做成旋转方向前弯。工作轮叶片之间呈径向辐射状的通道，气流通过工作轮增加速度和压力。当气流从工作叶轮流出后，进入扩压器。扩压器与叶轮之间存在较大缝隙，气流在缝隙中也起到扩压作用，故该扩压器也称缝隙扩压器。从扩压器出来的气体进入集气管进一步减速扩压，然后进入燃烧室。
1.2 轴流式压气机
通过压气机的空气基本上沿轴向流动，因此叫做轴流压气机。轴流压气机主要由静子和转子两部分组成。静子是静子组合件的总称，包括机匣和整流器。在单转子涡喷发动机中，压气机机匣由进气装置、整流器机匣和扩压器机匣组成。在双转子压气机中，在风扇和压气机之间还有一个分流机匣，将内涵道和外涵道的气流分开，在高压和低压之间还有一个中间机匣，将气流由低压压气机顺利引到高压压气机中。转子是一个高速旋转对气流做功的组合件。在双转子涡喷发动机中，压气机又分为低压转子和高压转子，在双转子涡扇发动机中，低压转子就是风扇转子，或者是风扇转子和低压压气机转子的组合。一排转子叶片和一排静子叶片组成轴流压气机的一个级。在某些压气机第一级前面装有预旋的导流叶片，其目的是使气流在进入第一级时获得所需的流场分布。空气通过轴流压气机时不断受到压缩，空气比容减小、密度增加。因而轴流式压气机的'通道截面积逐渐减小，呈收敛性，压气机出口截面比进口截面积要小的多。
轴流式压气机的流动特点使其在结构上容易组织多级压缩，以每一级都较低的增压压力比获得较高的压气机总增压压力比。一般每级的增压压力比在1.15～1.35之间，使得空气流经叶片通道时无需急剧的改变方向，这样就减少了流动损失，因而压气机效率高，特别是大流量时，轴流式压气机较离心式压气机更容易获得较高的效率，一般轴流式压气机的效率可达87%以上，而离心式压气机的效率最高可达85%，与离心式压气机相比，多级轴流压气机还具有大流量，高效率，小迎风面积等优点。因此，近代大功率燃气轮机大多数都采用多级轴流压气机来压缩气体。
二、压气机的功能和主要性能指标
压气机的功能是用来提高进入发动机内的空气动力，供给发动机工作时所需的压缩空气，也可为座舱增压、涡轮散热和其他发动机的起动提供压缩空气。
评定压气机性能的主要指标有增压比、效率、外面尺寸和重量、工作可靠性、制造和维修所需的费用。对于航空发动机来说，最重要的指标之一是外面的尺寸，它用单位质量流量来衡量，即通过发动机单位面积的空气质量流量来决定。
对于压气机结构设计主要有以下几个要求：满足发动机性能设计提出的各项要求;具有足够的强度、适宜的刚度和更小的振动;结构简单，尺寸小，重量轻;工作可靠，寿命长;维修性、检测性好，性能制造成本低等五个基本要求。
三、压气机的发展动态及趋势
随着飞机对发动机的推重比、能量利用率及其他方面的要求不断提高，发动机对压气机也提出了更高的要求。而材料、工艺、试验技术、气动设计理论和计算流体力学的巨大进步又为不断提高的要求提供了必要的条件和技术支持。以下为压气机近一段时间的基本趋势和未来的发展方向。
(1)更高的叶尖切向速度：提高叶尖的切向速度是提高单级加功的有效途径。现代军用发动机风扇和低压压气机的切向速度为400-500m/s。某国为研制用于未来战斗机的发动机，对压气机和风扇进行了大量的远远超过现役机种水平的先期性设计试验研究，其切向速度可达577-630m/s，单级压气机的增压比为3.2，双级压气机达4.57，三级压气机可达8.07。
(2)更高的转子亚比：一般不断提高单转子核心压气机的压比。
(3)更高级的气动负荷和单级压比：提高级的气动负荷一直是设计人员所追求的目标，为此采用更完善的气动设计和造型;采用低展弦比、高稠密度的叶片设计及更大的叶片安装角等等。
(4)更高的效率。
参考文献：
[1]王云.航空发动机原理[M].北京：北京航空航天大学出版社，：85-88.
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[3]李凤霞，徐宁.智能化技术在电气工程自动化控制中的应用探讨[J].电子技术与软件工程，2015(10)：159.
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[5]吕昕.基于Web的富客户端跨平台移动应用开发技术研究[D].云南大学，2015，4(01).
篇2：小型航空压气机CFD设计系统
小型航空压气机CFD设计系统
本文概要介绍了株洲航空动力机械研究所在90年代中期引进每秒10亿次运算速度的计算机后，建立了以二维叶片造型和三维粘性数值计算为核心的小发压气机CFD设计系统。用新建立的CFD设计系统进行了单级和双级压气机设计并进行了试验验证。试验结果证明，使用该系统能够完成高性能小型轴流压气机设计。
作 者：温殿忠 温泉 陈国智 Wen Dianzhong WEN Quan Chen Guozhi 作者单位：株洲航空动力机械研究所十三室, 湖南 株洲 41 刊 名：工程热物理学报 ISTIC EI PKU英文刊名：JOURNAL OF ENGINEERING THERMOPHYSICS 年，卷(期)： 21(1) 分类号：V211.3 关键词：小发轴流压气机 CFD 设计系统 axial compressor CFD design system篇3：轴流压气机特性预测
轴流压气机特性预测
对某一预测压气机性能的.算法进行了分析研究.该算法是基于20多台压气机数据综合分析得出的一系列半经验公式和修正系数,并结合压气机几何参数来预测压气机性能.在对原算法进行深入分析的基础上,对分解单级特性的算法提出了改进方案.为验证改进方案的可行性和适用性,对2台多级轴流压气机性能进行了计算.结果表明,分解单级特性的改进方案是可行的.
作 者：李立君 黄杰 唐狄毅 宋文艳 王晓锋 作者单位：西北工业大学,航空动力与热能工程系,陕西,西安,710072 刊 名：西北工业大学学报 ISTIC EI PKU英文刊名：JOURNAL OF NORTHWESTERN POLYTECHNICAL UNIVERSITY 年，卷(期)： 21(1) 分类号：V235.11 关键词：多级轴流压气机 性能预测 单级特性篇4：先进航空涡扇发动机风扇/压气机的先进结构与新材料
先进航空涡扇发动机风扇/压气机的先进结构与新材料
高推重比是先进发动机性能的重要指标,减轻质量是提高这一指标的重要途径.减轻质量要求采用新的轻质结构,而轻质结构的实现又离不开新工艺和新材料.航空涡扇发动机风扇/压气机的'先进结构及新材料部件的研制和应用,将为研制未来的风扇/压气机打下坚实的基础
作 者：梁春华 李宏新 凌瑶 作者单位：沈阳航空发动机设计研究所 刊 名：航空制造技术 ISTIC英文刊名：AERONAUTICAL MANUFACTURING TECHNOLOGY 年，卷(期)： “”(1) 分类号：V2 关键词：篇5：压气机整流器叶片裂纹分析
压气机整流器叶片裂纹分析
发动机在累计试车13h14min后,发现压气机前排整流器38片叶片中共有2l片叶片进气边存在裂纹.对存在裂纹叶片的宏、微观特征进行了观察与分析,并对叶片的金相组织、硬度、化学成分进行了检测.结果表明,发动机双排整流器叶片的开裂性质为疲劳开裂,叶片的'疲劳开裂是异常振动应力,加之材料碳含量偏高和组织中大量网状铁素体的存在导致钢的疲劳性能下降,多种因素综合作用导致了疲劳裂纹的萌生及扩展.
作 者：臧金鑫 白明远 姜涛 陈志川 ZANG Jin-xin BAI Ming-yuan JIANG Tao CHEN Zhi-chuan 作者单位：臧金鑫,白明远,姜涛,ZANG Jin-xin,BAI Ming-yuan,JIANG Tao(北京航空材料研究院,北京,100095)陈志川,CHEN Zhi-chuan(成都飞机工业集团有限责任公司,成都,610091)
刊 名：失效分析与预防 英文刊名：FAILIRE ANALYSIS AND PREVENTION 年，卷(期)： 3(2) 分类号：V235.1 关键词：压气机 叶片 疲劳开裂篇6：轴流压气机效率问题的探讨
有关轴流压气机效率问题的探讨
轴流压气机试验时,温升效率与扭矩效率之l司的偏差给准确评估试验结果造成了一定影响.本文基于大量试验数据的统计归纳,开展了温升效率与扭矩效率的对比校核,给出了效率偏差量与流量、温升以及功率之间的统计分布规律;对压气机级间引气试验中的效率计算进行了探讨,在此基础上给出了考虑引气影响的.效率修正公式,并利用试验数据对该公式进行了验算.其结果表明在一定范围内对轴流压气机试验的效率准确计算有一定参考价值.
作 者：任铭林 向宏辉 REN Ming-lin XIANG Hong-hui 作者单位：中国燃气涡轮研究院,四川,江油,621703 刊 名：燃气涡轮试验与研究 英文刊名：GAS TURBINE EXPERIMENT AND RESEARCH 年，卷(期)：2009 22(4) 分类号：V231 关键词：轴流压气机 温升效率 扭矩效率 级间引气
