摘要：在双轴式涡轮喷气发动机中 , 及 级涡轮导向器面积和尾喷口面积匹配关系影响到发动机工作稳定性、可靠性和性能。本文用计算分析方法进行了研究 ,推导出便于编程计算的 6个方程 ,用低压涡轮功等于某一常数代替低压转子转速为常数的调节方案 ,并用发动机台架实测参数确定部件某些系数 ,计算仅在设计转速上进行。计算结果指导了某新研发动机三面积的调整 ,获得合适的三面积调整范围 ,解决了该发动机的调整参数匹配问题 ,按本方案调整的发动机经外场使用表明工作稳定。

摘要：涡轮导向器是在研某型号航天发动机的关键部件,采用K465铸造高温合金无余量整体熔模铸造而成。该部件由内锥、内环、叶片、外环和法兰五位一体构成,整体呈复杂框架结构,其叶片最薄处仅为0.7mm,且壁厚相差悬殊,铸造凝固过程易产生疏松、裂纹等缺陷,试制工艺难度很大。设计采用了蜡模分体压制,组合夹具精确定位,蜡模拼装组合成型的工艺方案,使叶片的一致性和尺寸精度得到了保证,获得了导向器熔模铸造用整体蜡模;通过浇注系统、铸造工艺的优化,解决了试制过程中出现的疏松和开裂问题,保证了铸件的冶金质量,研制出了合格的导向器铸件。

摘要：为了研究叶栅稠度对旋转爆轰燃烧室-涡轮导向器流场分布和工作特性的影响,以便进一步优化旋转爆轰燃烧室与涡轮导向器的相关设计,基于SST k-ω黏性湍流模型求解二维非定常雷诺平均Navier-Stokes控制方程,并结合间歇因子转捩模型,爆轰燃烧机理采用正癸烷-空气单步反应,通过在初始流场施加高温高压区诱发爆轰波,分别对具有6种不同叶栅稠度导向器和不具备导向器的旋转爆轰燃烧室开展数值计算,对瞬态流场演变和波系结构进行了讨论分析,评估了不同叶栅稠度下导向器的工作特性。研究结果表明:导向器上下游均形成了动态的耙式激波包络面,其结构和强度受叶栅稠度影响,爆轰流场特性保证了叶栅通道自起动能力。导向器抑制了上游压力峰值,峰值衰减率最高可达60.87%。爆轰燃烧的总压增益得到提高,导向器出口增压比最高为1.24,出口增压比频率与叶栅稠度大小呈正相关,最高可达143.33 kHz。叶栅通道对爆轰产物具有一定流动调节能力,时均落后角最小为1.84°,出口时均马赫数最高为1.38,此外出口气流角均匀性显著提高。研究结果揭示了导向器对提高连续旋转爆轰涡轮发动机性能的潜在价值,对该种发动机的设计优化以及工程化应用提供了一定指导。

摘要：借助ProCAST软件对涡轮导向器开展工艺设计与数值模拟,深度分析充型-凝固过程的潜在问题及缺陷形成原因。在此基础上,通过调整浇注方式、冒口数量与尺寸、铸件凝固顺序等措施优化了工艺,同时进行了数值模拟。结果表明,优化工艺的充型过程较为稳定,其铸件遵循顺序凝固原则且未形成缺陷,金属利用率由12.13%提高至43.18%,并通过实际铸件对优化工艺进行验证,铸件质量满足EMS52301/2规范要求。

摘要：针对涡扇发动机试车后出现的涡轮导向器结构内环波瓣形变形,开展了相关分析研究。首先基于局部屈曲理论提出一套相应的屈曲判定与优化方法,并将其应用于涡轮导向器的变形失效中。然后对压应力集中区域的边界条件进行提取、优化,利用有限元方法计算该结构的屈曲特征值。计算结果表明:涡轮导向器内外环机匣之间存在的较大温度梯度,以及防气流倒灌的内外封严设计,导致导向器结构局部屈曲。在理论解与数值模拟的基础上,对该导向器局部结构进行几何优化,优化后的静强度与屈曲安全系数均满足设计准则要求。本文提出的考虑非均匀温度场下由热应力引起复杂结构屈曲的判别及结构优化方法大大简化了计算流程,提高了热结构分析设计水平。

摘要：对一高压涡轮导向器扇形叶栅进行试验,发现相邻测试叶片流场的周期性较差,给导向器气动性能试验评估带来极大困难。对试验件的数值模拟亦给出了相同结果。为提高试验评估精度,采用几何设计和数值模拟迭代的方法,对试验件进行了改进设计。对改进试验件进行的试验表明,高压涡轮导向器扇形叶栅通道内的周期性得到明显改善,该试验结果可较为准确地评估导向器的气动性能。

摘要：掌握涡轮导向器温度场测试方法及准确的温度场分布,对于涡轮导向器的设计、改进具有重要的理论价值和实用价值。利用不可逆示温漆,测量了高压涡轮导向器在最大工况下的表面温度。结果表明:喷涂在高压涡轮导向器表面的不可逆示温漆,在高温、高压下附着牢靠,等温线清晰;成功录取了整个高压涡轮导向器的表面温度及温度场分布,可为该型发动机高压涡轮导向器的热应力与寿命分析提供数据支撑。

摘要：采用CFD方法研究了封严片与封严槽间存在间隙时的泄漏流动特征,比较了平板封严片、U型封严片、O型封严片的泄漏特性。研究结果表明,封严片与封严槽内表面的间隙是封严结构中最关键的参数,其间的狭缝宽度对封严效果也起到一定作用,相邻封严槽间的台阶会明显弱化封严效果;U型封严片的封严效果优于平板封严片的,O型封严片封严效果优于U型封严片的。封严片的设计应考虑具有一定的结构变化适应能力,封严槽的设计应尽可能提高配合面的平整度,以便与封严片良好地配合。

摘要：通过对某待定型航空发动机第一级涡轮导向器内部流场采用气-热耦合的数值模拟,研究分析了涡轮导向器内部流场的主要流动特征,给出了叶片表面的温度分布规律,对高性能的涡轮叶片设计有重要的指导意义。

摘要：某型号K465合金熔模精密铸造涡轮导向器是由内环、外环、内锥、法兰和叶片5部分构成,最大直径Ф331mm,叶片数多达31个,且外环及内锥壁厚相差悬殊,叶片最薄处仅为0.7mm。由于该部件的结构特点,所以极易在内锥处出现疏松,以及在叶片排气边产生裂纹。设计采用合理的浇注系统及对型壳面层进行晶粒细化的工艺方案,很好地解决了铸件内锥疏松及叶片裂纹等问题。采用模具分体压制,精密夹具组合定位,蜡模拼装组合成型的工艺方案,很好地解决了涡轮导向器熔模的成型问题,并简化了模具结构,降低了模具制造成本。采用适当的模壳温度和浇注温度,浇注出的铸件冶金质量优良,很好地满足了设计和使用要求。