【2005年】间冷回热循环航空发动机的发展和关键技术.pdfVIP

维普资讯 间冷回热循环航空发动机的发展和关键技术 间冷 回热循环航空发动 机 的发展和关键技术 DevelopingIRAEngineandItsKeyTechnology … … 一 梁春华 过去间冷 回热循环技术一般都使用在重型的燃气轮机上，如苏-27的发动机AL31F上就使用了一些简单的回热装 置 ，但是与真正的间冷 回热循环航空 (IRA)发动机还有很大差距。欧洲几家航空发动机制造商正在合作研制新 型 IRA发动机 ，其发展历程和关键技术值得关注 。 l~--I 冷 回热循环 航 空 i压气机流出的空气从低压涡 iNO 的排放量。 将回热器引入燃气涡轮 IHJ (IRA)发动机是一 轮较高温度的排气中吸收热 i 但是，与此同时，也必须 发动机带来的好处是：由于 种装有间冷器和回热器的涡 量，并被预热，最后再通过导 i解决以下问题 ：由于最优的 最优总压 比明显降低，简化 扇发动机，与传统涡扇发动 管流回燃烧室。由于从排气 l总压比较高，需要更多级压 了叶片机的设计，并可以使 机相比，IRA发动机在降低 中回收了一部分热量，燃烧 l气机和涡轮，需要提高静态 用冷却空气作为冷却介质； 耗油率方面具有明显的优势。 室只要有较低的温升就可达 l和动态燃气负荷，因此，影响 提高了部分推力状态的性能， 除了减少高压压气机转子的 到高压涡轮的目标进 口温度 ，l了转子叶片、核心机机 匣和 特别是在涡轮采用可调面积 加功量 以外，间冷器降低了 从而减少 了燃油用量 。流 出 高压轴推力轴承的负荷 ；核 导 向器的情况下；大大提高 高压压气机的进 口温度及出 燃烧室的燃气再经高压涡轮 I心机尺寸小，降低了部件效 了总压 比有限的小发动机的 口温度，相应提高了回热器 和面积可调的低压涡轮的扩 l南 需要更多的压气机可调级 i性能；在一定的推力下，可以 的效率。在空气进入燃烧室 压，通过排气喷管排出，最后 I或放气阀，还可能需要涡轮可 减小涡扇发动机的涵道比和 之前，回热器能够回收低压 产生飞机所需的推力。 l调，以控制压气机的工作线。 减少低压涡轮所需的级数 ； 国际航空杂志 2005．11 65 维普资讯 推进系统 降低低压涡轮的噪声。 技术平台建设 。在该平台的 制核心机 ，MTU公司研制高 但是 ，与此同时，将回热 环保 航空 发动机部 件验证 速低压系统和换热器 ，菲亚 器引入燃气涡轮发动机 也面 (CLEAN)计划下 ， 德国 特公司负责低压涡轮机匣和 临着以下问题：在大推力下 ，jMTU 公司和法 国斯奈克玛 涡轮排气机 匣。 较大发动机的收益很／J、费用 ；公司等提出并研 究 了间冷 回 在初步设计方案选择 中， 增加、质量增大、复杂性增加； 热循环航空发动机 。 对不 同风扇直径和不 同涵道 承受热负荷的回热器耐久机械 CLEAN计划的方案选择 比的两种 间冷 回热循环航空 性能差；较高 的燃烧室进 口温 及特性 发动机进行 了热力学分析 ， 度可能提高NO一的排放量 。 CLEAN计划所选择 的 证 实了间冷 回热循环航 空发 如果将 间冷器与回热器 间冷 回热循环航空发动机结 动机的技术优势 。 同时引入燃气涡轮发动机 ， 构方案是基于一种先进的齿 除了需要解决质量 明显增大 轮驱动的大涵道 比3轴涡扇 lRA关 键技 术 的问题外 ，它可 以在所有推 发动机。在该发动机方案中， 研制和发展新型问冷回热循 力下 ，特别是对较小 的发动 选择齿轮驱动的涡扇发动机 环发动机最重要 的在于间冷 机 ，能够降低发动机的耗油 这一结构 ，是为 了将发动机 ；器和回热器 的革新设计 ，德 率；依