涡轮风扇发动机减推力起飞必要性分析

时间：2025-07-09

涡轮风扇发动机减推力起飞必要性分析

第+9卷第9期

中国民航学院学报

JOURNALOFCIVILAVIATIONUNIVERSITYOFCHINA

Vol!"!No!!June"#$"

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文章编号!,&&,*!&&&#+&&!&&9*&&&/*&9

涡轮风扇发动机减推力起飞必要性分析

赵廷渝

#中国民航飞行学院’四川广汉/,%0&-&

摘要!减推力起飞#也称灵活推力起飞&是目前大型)重型民航飞机较为常见的起飞方式(在飞行条件允许的情况下’采用减推力起飞可降低航空公司的运行成本’大大提高发动机使用寿命’有效降低发动机空中停车率’对确保飞行安全具有重要意义(关

键

词!减推力起飞"涡轮前温度"发动机使用寿命"涡扇发动机

文献标识码!<

减小’发动机推力迅速减小(通过对高涵道比涡轮

中图分类号!;+0!.,0

&引言

在民用航空运输飞行中’飞机起飞阶段是整个飞行阶段中最关键的环节之一(它不仅直接影响飞机飞行安全’而且对发动机的工作性能具有重大影响(研究在满足飞机起飞安全性能基础上如何进一步降低航空公司运行成本是民航面临的重要课题(减推力起飞是指在一定的起飞条件和飞行环境)满足飞机起飞安全性能前提下’以相对于发动机正常起飞推力较低推力的起飞方式(采用减推力起飞’不仅可以延长发动机热端部件寿命’有效降低发动机使用)维护成本’而且可以降低起飞噪音’减小燃油消耗’降低航空公司的运行成本’改善机场周围的环境质量(目前’民航飞机上的高涵道比涡轮风扇发动机具有较高的推力储备’在正常的起飞条件和飞行环境下’适当减小发动机起飞推力’即采用减推力起飞是完全必要和可行的’,)(

风扇发动机#涵道比!’(’"01’,(&&2’!#1’+!&地面台架节流特性计算机仿真’并利用回归分析法对其地面节流特性数据进行分析’,)(当发动机推力

!在!&!3,&&"范围内’可得到以下关系相对值$

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%!为推力式中!,为风扇转速相对值’&(,&&#"’&

"07为涡轮前温度相对值’相对值’’(,&&$""

"1对式#,&’式#+&求微分’可得到

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,转速下降对发动机参数的影响

由涡轮风扇发动机的地面节流特性’当发动

机转速从最大转速减小时’发动机燃油消耗率随转速下降’涡轮前温度迅速降低’发动机单位推力

收稿日期!!""!#"##$%"修回日期!!""!#&!#$&

当发动机风扇转子转速从地面发动机最大状态转速开始下降0%和/&时’由式#0&’式#(&可计算出高涵道比涡扇发动机的推力)涡轮前温度减小量的近似值’如表,所示(

高涵道比涡扇发动机的推力)涡轮前温度)

随风扇转速减小的减小量

表!

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基金项目!中国民用航空总局科技基金项目#’$&&()*+,%*,-$.

作者简介!赵廷渝%$%/!#&’男’重庆人’副教授’工学硕士’研究方向为发动机控制和民用航空发动机&

涡轮风扇发动机减推力起飞必要性分析

第!!卷第!期赵廷渝!涡轮风扇发动机减推力起飞必要性分析

(

程对涡轮叶片蠕变寿命和热疲劳寿命的影响)*+&短

"涡轮前温度降低对发动机的影响

民航大型"重型运输机普遍采用的高涵道比涡轮风扇发动机#为了提高发动机推力$涡轮前温度设计较高%涡轮前温度是影响发动机使用性能$特别是热端部件工作的最重要参数&使用中$发动机性能的恶化’耗油率增加(排气温度增加等$如表"所示)主要由发动机性能的衰退引起$高涵道比涡轮风扇发动机的性能衰退与涡轮部件的工作相关性大$如表!所示&以#$%-%&发动机为例$由于高压涡轮恶化引起的占%!!’%("$涡轮部件的故障也是发动机提前换发的主要原因)*+&

表!状况发动机性能衰减

航程表示一次飞行循环为./01$中航程表示一次飞行循环为"1&

图+涡轮叶片蠕变和热疲劳寿命

从图*可以看出$对中航程飞机$发动机减推力起飞时$若!!-降低"."$叶片蠕变寿命提高

"#$-$发动机使用%&&&’后性能衰减情况

地面起飞

巡航

)8"20*9*-"2.*5

(.#$热循环寿命提高".$$特别是叶片蠕变寿命

明显提高$可使发动机性能衰退速度降低$有效降低发动机空中停车率’提高发动机可靠性)(提前换发率$降低发动机使用维护费用&

图"描述了减推力起飞后$对发动机提前换发率的影响)"+&可以看出$对"1航程$减推力(20%$发动机提前换发率降低*%2%(&*减推力".’$发动机提前换发率降低!!2!!(%

表(涡轮风扇发动机’"#)!))性能敏感系数