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在第一代槳扇的研發(fā)測試中曾觀察到超聲速彎扭顫振現象。近代的商
用發(fā)動機風扇趨向于不設葉冠,使其更易發(fā)生失速顫振。
在設計發(fā)展階段初期,渦輪和壓氣機葉片的振動問題難以預測,這是
由于激勵源通常位于發(fā)動機內部,而且有時在臺架試車試驗中很難出現。
在有些情況下,引發(fā)結構失效的有害激勵在新的發(fā)動機中并不出現,它們
只出現在已經積累一定程度疲勞損傷的發(fā)動機中。這時,即使對配有先進
設備的發(fā)動機進行全尺寸試車試驗,也不能檢查出全部潛在的葉片振動問
題。
航空力學問題分類
顫振是一種不穩(wěn)定現象,由于葉片振動,氣流通過葉柵時的氣動響應
會產生負的氣動阻尼力,這會引起葉片振蕩,這種振蕩與葉片的某一自然
頻率非常接近,并且呈指數增長。顫振開始時通常是線性的,而極限環(huán)的
振幅一般認為是由流動的非線性以及摩擦力或葉冠的非線性所決定的。
圖2給出了典型壓氣機常規(guī)顫振邊界的分布。如圖2所示,在發(fā)動機狀
態(tài)變化時,如在轉速增加或減小時,壓氣機或風扇轉子的動態(tài)工作線可能
會低于或超過穩(wěn)定工作狀態(tài)的工作線,與失速顫振邊≮缸第137章葉輪機械
氣動彈性界或喘振邊界相交。在多軸發(fā)動機中,動力回滯現象是一個主要
問題,它會導致高壓壓氣機的慢車失速和低壓壓氣機的減速失速兩種操縱
問題。發(fā)動機工作線除了是飛行馬赫數的甬數之外,它還對壓氣機與渦輪
的匹配關系很敏感,而且當發(fā)動機狀態(tài)惡化時,它還會經常明顯地進行轉
換。(在稍后的部分中,我們會進一步講述顫振的類型。
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