第3期陈懋章等:大涵道比涡扇发动机风扇/压气机气动设计技术分析　515

表2　典型大涵道比涡扇发动机的发展历程和循环参数

Table2　Turbofanengineadvancementandtheircycleparameters

取证时间典型发动机涵道比风扇压比总增压比涡轮前温度/K

巡航耗油率/(kg daN-1 h-1)

1977—1992年

RB211,PW4000,CFM56,V2500,

PW2037,JT9D,CF6280C2/E1

4～611725～301500～15700158～0170

1993—2007年Trent800,PW4084,GE90,Trent900,Gp7200

6～9115～11638～451570～185001565～01600

2008年以后

GENx,Trent1000,PW8000

10～15113～11450～60>19000150～0155

图2　航空涡轮发动机耗油率不断降低[4]

Fig12　Specificfuelconsumptionadvancement[4]

　　随着人们生活水平的不断提高,对于航空飞行

的舒适性和环保性提出了越来越高的要求。如图3所示,随着新的适航条例的实施,对于飞行噪声的控制越来越严格。如图4所示,飞行噪声由发动机噪声和飞机噪声两部分构成,而发动机产生的噪声则远大于飞机。发动机噪声主要来源于风扇、喷流、燃烧和涡轮,其中风扇噪声和喷流噪声较大,因此美国和欧盟在过去20年投入大量人力、物力和财力加强对发动机各种降噪技术的研究,为了达到更低的噪声水平,甚至不惜牺牲一些气动性能。为了满足未来发展的需要,美国和欧盟近期都制定了专门的噪声研究大型国家级规划,例如美国在1994—2001年实施的先进亚声速技术计划(AST)

部署了降噪技术计划,从2001年又开始实施的安

静飞机技术研究计划(QAT),初期投资1亿美元,该计划自2004年起加大了投资力度;而欧盟从2001年开始实施为期5年的相应计划———SILENCER,是欧洲有史以来关于噪声研究的最大

计划,投资高达111亿欧元。从GE90发动机目前采用的主要降噪技术可以看出,为了降低噪声,当代大涵道比涡扇发动机不但大量采用声衬,而且在发动机的气动设计上采取了大量措施[4]。因此,过去20年大涵道比涡扇发动机降噪技术已经成为发动机气动设计技术的一个重要组成部分,特别是风扇和排气系统的设计,噪声水平已经成为发动机气动设计的一个重要指标。