喘振——原来航空发动机也会“咳嗽”

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喘振——原来航空发动机也会“咳嗽”

关键词：时间：2024-06-11

相信大家在乘坐航班的时候，都听过航空发动机的轰鸣声，那么有谁听到过发动机“咳嗽”吗？今天，我们就来聊一聊航空发动机喘振。

航空发动机的结构原理

所谓喘振，“喘”是对现象的描述，而“振”即振动，是“喘”的结果。航空发动机的核心机主要由压气机、燃烧室和涡轮组成，压气机就如同发动机的“肺部”负责吸气，每秒钟可以吸入几百斤的空气，相当于一个小剧场内的全部空气。

在压气机的作用下，高压空气与燃料在燃烧室内充分混合、燃烧释放能量推动涡轮带动风扇旋转做功，从而驱动航空发动机工作。

喘振发生过程

空气在压气机里面流动，时刻都顶着巨大的压力，之所以顶着压力往前，是因为压气机叶片“逼得太紧”。

当空气稳定进入压气机时，空气在动、静叶间，像一辆前行的“公交车”，每站都在不停地上人，一级一级的持续加压。

一旦发生空气流量突然减少的情况，发动机内部就会形成一股“神秘力量”——压力差。在压力差的影响下，空气不由自主地前后涌动，由正常的“前浪推后浪”转变为“前浪后浪交替循环”，将导致发动机一阵阵“咳嗽”，同时还会引起巨大的振动，这就是航空发动机的“喘振”。

引发喘振的原因及预防措施

引发航空发动机喘振的原因有很多，最常见的就是流量突然减小，通常是因为吞砂、吞水、吞冰、吞鸟等外来物的影响。

为尽量降低或避免发动机喘振带来的风险，在航空发动机设计时，就从预防和整治两方面入手。一方面通过提高压气机叶片材料强度、优化内部结构、提高抗振能力、增加喘振裕度等，达到预防的目的。另一方面当监测到航空发动机出现喘振征兆时，可以通过级间放气机构、可调静子等巧妙设计，主动防喘，达到整治的目的。

我国自主研发的航空发动机目前在防喘方面已取得长足的进展，比如天津直博会参展的1100kW级涡轴发动机，自带整体式多功能防砂装置，配有健康管理系统，可以实现振动监测，发动机防止和调节喘振能力大幅增强。

转载自中国航发公众号