热能动力工程

作者：赵首源,周逊,罗磊,牟光远,李明昊

单位：哈尔滨工业大学,,哈尔滨工业大学,,哈尔滨工业大学,,哈尔滨工业大学,,哈尔滨工业大学,

关键词：高压涡轮;可调导叶;二次流;激波结构

变循环发动机可调导叶技术对提升发动机宽工况性能至关重要。针对对高压涡轮采取可调导叶的应用和研究相对较少的问题，首先对PW-e3高压涡轮采取了可调导叶设计，通过数值模拟方法研究了可调导叶对设计工况涡轮级气动性能的影响，并系统研究了导叶开度变化时跨音速高压涡轮叶栅内二次流和激波的变化特点。结果表明，对高压涡轮导叶采取可调设计能够有效满足变循环发动机的宽工况需求，但会使高压涡轮气动效率降低超过1%，且导叶关小相比于导叶开大时效率降低幅度更大。此外，开度变化显著影响高压涡轮二次流与激波结构，-3°工况下导叶开始出现跨音速流动，动叶激波损失突增；随着导叶开大，动叶压力侧分离流动发展为失速团，并导致动叶马赫数增加。研究揭示了高压涡轮可调导叶与跨音速流场的耦合作用特点，为变几何高压涡轮的宽工况气动设计与性能优化提奠定了一定的理论基础。

来源：2025年第9期

《热能动力工程》期刊编辑部

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