民用大涵道比涡扇发动机高压压气机技术进展

doi:10.7527/S1000-6893.2022.27824

综述

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民用大涵道比涡扇发动机高压压气机技术进展

曹传军(), 刘天一, 朱伟, 王进春

中国航发商用航空发动机有限责任公司，上海　200241

收稿日期:2022-07-18 修回日期:2022-07-27 接受日期:2022-08-29 出版日期:2022-09-14 发布日期:2022-09-13
通讯作者: 曹传军 E-mail:ccjnuaa@126.com
基金资助:
国家科技重大专项

Technology development in high pressure compressor of civil high bypass-ratio turbofan engine

Chuanjun CAO(), Tianyi LIU, Wei ZHU, Jinchun WANG

AECC Commercial Aircraft Engine Co. ，Ltd. ，Shanghai　200241，China

Received:2022-07-18 Revised:2022-07-27 Accepted:2022-08-29 Online:2022-09-14 Published:2022-09-13
Contact: Chuanjun CAO E-mail:ccjnuaa@126.com
Supported by:
National Science and Technology Major Project

摘要/Abstract

摘要：

大型客机无一例外地采用了大涵道比涡扇发动机作为其动力，国际民航市场的蓬勃发展促进了民用大涵道比涡扇发动机技术的飞速提升。作为核心部件的高压压气机具有高效率、高压比、高通流的“三高”特征，美国通用电气（GE）公司和普惠（PW）公司、英国罗·罗（RR）公司的高压压气机设计技术处于国际领先的水平。中国近年来依托2个国家科技重大专项，即“大型飞机重大专项”和“航空发动机及燃气轮机重大专项”开展了民用大涵道比涡扇发动机的研制，在高压压气机设计方面取得了一定的进展。对民用大涵道比涡扇发动机高压压气机的技术特点进行了剖析，评述了当前国内外此领域的技术发展水平、发展趋势，客观地指出国内在该领域面临的技术难点和挑战，期望能借鉴吸收国际先进的设计特征，对中国民用大涵道比涡扇发动机高压压气机领域的技术发展起到一定的启示作用。

关键词: 涡扇发动机, 高压压气机, 大型客机, 大涵道比, 效率, 压比

Abstract:

The high bypass-ratio turbofan engines are chosen invariably to provide power and thrust for large passenger aircraft. The vigorous development of the international civil aviation market has promoted the rapid improvement of civil high bypass-ratio turbofan engine technology. As the core component of aero-engines， the high-pressure compressor has the “three highs” characteristics， high efficiency， high pressure ratio， and high mass flow. The American General Electric （GE） Company， Pratt & Whitney （PW） Company and the British Rolls-Royce （RR） Company remain international leading level in the high-pressure compressor design technology. In recent years， research and development concerning civil high bypass-ratio turbofan engine have been carried out based on two National Science and Technology Major Projects， i.e.， the Large Airplane Major Project and the Aircraft Engine and Gas Turbine Major Project. Thus， some progress has been achieved in the area of high-pressure compressor design technology. In this paper， the technical features of the high-pressure compressor of civil high bypass-ratio turbofan engine were analyzed. And then， the research status and development trend of it at home and abroad were reviewed. Finally， the domestic technology difficulties and challenges were pointed out objectively. It is expected that learning from the characteristics of the international advanced design could enlighten the technology development of the high-pressure compressor of civil high bypass-ratio turbofan engine in China.

Key words: turbofan engine, high-pressure compressor, large passenger aircraft, high bypass-ratio, efficiency, pressure ratio

中图分类号:

V231.3

曹传军, 刘天一, 朱伟, 王进春. 民用大涵道比涡扇发动机高压压气机技术进展[J]. 航空学报, 2023, 44(12): 27824-027824.

Chuanjun CAO, Tianyi LIU, Wei ZHU, Jinchun WANG. Technology development in high pressure compressor of civil high bypass-ratio turbofan engine[J]. ACTA AERONAUTICAET ASTRONAUTICA SINICA, 2023, 44(12): 27824-027824.

图/表 23

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型号	级数	总压比	平均级压比	年份
CJ805	17	12.5	1.16	1950
CF6-50	14	13.0	1.20	1973
CFM56	9	12.0	1.32	1980

型号	级数	总压比	等熵效率	叶尖速度/（m∙s^-1）	年份
CFM56	9	12	0.845	403	1980
GE90	10	23	0.87~0.88	455	1990
GEnx	10	23	0.88	455	2008
CF34-10A	9	12		400	2010
Leap-1C	10	22	0.87	450	2015
GE-9X	11	27~28		450	2020

型号	级数	总压比	平均级压比	年份
PW4000	11	11	1.244	1986
V2500	10	16	1.320	1988
PW6000	6	10.4	1.477	2004
PW1000G	8	14	1.391	2016

型号	级数	总压比	平均级压比	年份
Tay	12	6.5	1.169	1986
BR710	10	16	1.320	1996
TrentXWB	6	4.2	1.270	2013
Pearl 15	10	24	1.374	2018

[1]	张庆才, 刘松, 王钦钦, 谭晓茗, 张靖周, 郭文. 带缘板修型的静盘深腔型复合封严试验[J]. 航空学报, 2023, 44(5): 126719-126719.
[2]	刘中臣, 钱战森, 李雪飞, 冷岩, 郭大鹏. 发动机喷管羽流对近场声爆特性影响的风洞试验技术[J]. 航空学报, 2023, 44(2): 626952-626952.
[3]	陈勇, 孔维梁, 刘洪. 飞机过冷大水滴结冰气象条件运行设计挑战[J]. 航空学报, 2023, 44(1): 626973-626973.
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[5]	马乙楗, 柴得林, 王强, 易贤, 孔满昭. 翼面结冰过程中的冰晶运动相变与黏附特性[J]. 航空学报, 2023, 44(1): 627817-627817.
[6]	张宝振, 王汉平, 徐峰, 吴志青. VSV调节机构的仿真提速和精度补偿措施[J]. 航空学报, 2022, 43(9): 226034-226034.
[7]	曹明, 黄金泉, 周健, 陈雪峰, 鲁峰, 魏芳. 民用航空发动机故障诊断与健康管理现状、挑战与机遇Ⅰ: 气路、机械和FADEC系统故障诊断与预测[J]. 航空学报, 2022, 43(9): 625573-625573.
[8]	林阿强, 刘高文, 吴衡, 畅然, 冯青. 燃气涡轮发动机预旋系统压比和熵增的作用机制与理论分析[J]. 航空学报, 2022, 43(9): 125907-125907.
[9]	孙启翔, 王万波, 黄勇. 吸气-振荡射流激励器振荡特性[J]. 航空学报, 2022, 43(8): 125627-125627.
[10]	谢华, 黎子弘, 杨磊, 朱永文, 刘芳子. 容量受限下城市对航班四维航迹优化[J]. 航空学报, 2022, 43(8): 325581-325581.
[11]	郭佳豪, 周洲, 李旭. 一种涵道螺旋桨桨叶高效设计方法[J]. 航空学报, 2022, 43(7): 125253-125253.
[12]	林家泉, 戴仕卿. 基于排污效率和吹风感指数的客舱空调最佳送风方式[J]. 航空学报, 2022, 43(7): 125266-125266.
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[14]	周岩, 罗振兵, 王林, 夏智勋, 高天翔, 谢玮, 邓雄, 彭文强, 程盼. 等离子体合成射流激励器及其流动控制技术研究进展[J]. 航空学报, 2022, 43(3): 25027-025027.
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民用大涵道比涡扇发动机高压压气机技术进展

Technology development in high pressure compressor of civil high bypass-ratio turbofan engine

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