试验和测试技术在风扇/压气机气动设计中的作用

常鸿雯，刘太秋

（中国航发沈阳发动机研究所，沈阳110015）

0 引言

多年来，风扇/压气机气动设计师们已经有能力设计出气动性能优异的多级风扇/压气机。同时，建立在试验基础上的各种设计工具、经验数据库在设计中起到了决定性的作用。但目前还没有1种方法可对流量、压比、效率和喘振裕度等重要设计参数进行精确地定量计算，从而确保1台新风扇/压气机设计指标无风险的全部达到[1]，致使在设计中还必须依靠经验来做许多主观判断，这必然对风扇/压气机的设计全过程产生不利的影响。多级轴流风扇/压气机流场十分复杂，是非定常、3维、强粘性作用、带有边界层分离的流场，为了模拟这样的流场特征，用于设计的模型工具不得不做出许多简化，这导致了设计用模型遗漏掉部分对风扇/压气机气动性能有不可预见影响的技术元素，如旋转叶片上附面层的稳定性预测、非设计点的气流性能、跨音速流动、非失速叶片颤振和旋转失速等。

正是以上的这些现实情况，高效的组织相关性能试验并且充分利用试验结果指导气动设计和优化成为了设计气动性能优异的多级风扇/压气机所必须面对的课题。为实现这个目标迫切需要制定工作规范指导如何开展风扇/压气机设计及试验并利用试验结果与气动设计进行迭代，工作规范应包括试验的项目、内容、时机；测试的目标和水平以及同气动设计迭代的过程的具体要求。

1 风扇/压气机气动设计现状

风扇/压气机设计流程如图1所示。……