中国航发商用航空发动机有限责任公司开展了民用大涵道比涡扇发动机核心技术——多级轴流高负荷高效率压气机的攻关研究,实现了总压比20以上,等熵效率***以上且具有较高裕度的性能,与现役最先进的窄体客机动力LEAP发动机压气机性能水平相当,实现了国内在民用大涵道比涡扇发动机多级高负荷压气机领域零的突破。多级轴流压气机通道内存在逆压梯度,气流易分离,级间匹配难度大,尤其在十级总压比20以上的压气机设计领域。国际上美国GE公司、英国罗罗公司多级压气机设计处于国际领先的位置,国内基于军用发动机压气机的需求,开展了一系列的研究,也取得了不少的成绩,建立了军用发动机压气机的设计体系,形成了多个型号方案。中国航发商发从2009年成立之初,即着手开展多级高负荷高效率的高压压气机设计,从CFD分析、叶栅试验、低速模拟试验、部件试验、核心机/整机试验一步一步建立起设计验证体系和平台。经过十多年的攻关研究,该技术成果初步建立了民用大涵道比涡扇发动机压气机设计体系和验证平台,涵盖气动、结构、强度分析、测试、试验、性能评价等领域,培养了一个近百人的民用航空压气机设计与试验团队。
该技术在民用大涵道比涡扇发动机多级高负荷高效率高压压气机领域实现了零的突破,采用先进的流道布局和级间参数匹配技术,实现了高负荷高裕度的性能指标;采用自由中弧线及任意厚度分布的叶片造型技术实现了高效率高负荷宽攻角容限的叶型设计;采用高精度高可靠的可调叶片调节机构设计技术,保证了全转速范围内多级压气机可靠稳定工作;高精度叶尖间隙设计技术,保证了压气机运转过程中安全可靠,性能稳定;高温高压高转速环境下压气机测试技术和试验平台,集安全监控与性能参数获取为一体,动应力测点存活率提升一倍,高精度判喘和退喘设备,先进的磨合试验流程体系,测试技术和试验能力达到国际先进水平。
本项目成果形成了一支近百人的设计与验证团队,涵盖商发公司多个部门和团队,团队主要成员包括:
曹传军,研究员,负责人,完成设计与验证,项目进展和技术管控
吴志青,研究员,结构专业,完成结构设计与验证,结构设计与技术管控
翟志龙,高工,气动专业,完成气动设计与验证,气动设计与技术管控
陆晓锋,高工,结构专业,完成结构设计与验证,结构设计与技术管控
况成玉,高工,强度专业,完成强度分析与验证,强度分析与技术管控
王 文,高工,强度专业,完成强度分析与验证,强度分析与技术管控
潘泽宇,高工,装配专业,完成装配和检查,装配管控
徐 琛,高工,测试专业,完成测试布线和检查,测试管控
孙震宇,高工,试验专业,完成试验和检查,试验管控
评价单位:“科创中国”双碳产业科技服务团 (中国工程热物理学会)
评价时间:2022-12-05
综合评价
中国航发商发从2009年成立之初,即着手开展多级高负荷高效率的高压压气机设计,从CFD分析、叶栅试验、低速模拟试验、部件试验、核心机/整机试验一步一步建立起设计验证体系和平台。经过十多年的攻关研究,该技术成果初步建立了民用大涵道比涡扇发动机压气机设计体系和验证平台,涵盖气动、结构、强度分析、测试、试验、性能评价等领域,培养了一个近百人的民用航空压气机设计与试验团队。中国航空学会2020年组织行业内院士和专家团队对商发公司多级轴流高负荷高效率压气机设计与应用技术进行成果鉴定,该技术成果达到国际先进水平,获得中国航空学会2020年度科学技术奖一等奖。
总体而言,该项目技术思路方向很好,符合相关领域技术发展趋势,未来市场空间大,符合当前政策要求,经济、社会效益大,转化成熟度比较高,值得支持推广。建议加速推进产品开发、测试,加强与行业龙头企业合作协同,强化产业转化布局。
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