曩ｌｅｃａｐｔｉｖｅｔｅｓｔａｎｄｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆａｎａｌｙｓｉｓｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｔｈｉｓｌＩ
航空动力学
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独创性声明
本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获褥电子科技大学或其它教育机构的学位或证书丽使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。
签名：趔重丝日期：２。。占年钿７／日
关于论文使用授权的说明
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（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）嗍稚６月／／日
航空动力学
第一章绪论
第一章绪论
１．１篦齿间隙测量的意义
１９８８年，美国空军首先发起制订并实施了高性能涡轮发动机技术（ＩＨＰＴＥＴ）计划【１１，美国空军，海军，陆军，国防预研局，ＮＡＳＡ和七家主要的发动机制造商都参与了这个计划。在这个计划中，发动祝被分为压气机系统、燃烧室／加力燃烧室、涡轮机、喷管、操作系统和机械系统六大部分。机械系统传动效率高，百年来从活塞式发动机开始采用，一直延续至今。燃气涡轮机是当今采用的主要的发动机类型。随着增压比、涡轮进口燃气温度和转子转速的不断提高，燃气涡轮发动机内流系统的温度和压力相应提高，给传动机械带来了日益苛刻的工作条件。人们一直在努力研究新的机械元件、新的润滑材料、新的密封技术等，以适应发动机技术的不断发展。
航空燃气发动机自诞生之日起，气体和液体的密封就成为主要闯题之一，对产品的性能、可靠性、寿命和维护性具有重要的影响。由于密封问题而导致发动机故障和事故的情况时有发生。随着航空燃气涡轮发动机性能的提高，循环参数（莲力、温度）的提高，转子转速的加大，结构刚度的降低，使得密封的工作条件日趋恶劣，密封所导致的闯题日益突出。由于密封所导致的问题主要有以下凡类：
（１）发动机性能的恶化，即发动机随着使用时间延长而性能逐渐降低，促使燃油消耗增大，排气温度升高。
《２）燃气发动机不匹配和压气机失速。
（３）结构故障增多。
航空燃气发动机采用的密封类型繁多，篦齿密封是航空发动机广泛使用的一种有效的、长寿命的非接触式密封结构，如图１．１所示为小直径直齿模件。篦齿密封的原理是密封时动静闻不相互接触，而是通过密封组件对被密封流体所产生的压力降来实现密封。优点是无摩擦热，无磨损。篦齿密封泄漏量大，一般推荐篦泼密封空气和润滑油的压差为０．０７６＂＇０．２３ＭＰａ，眶差小于０００７６ＭＰａ时容易漏油，大于０．２３ＭＰａ时空气泄漏量过大，容易导致润滑油消耗量增加【罐３ｌ。篦齿间隙是指转子篦齿叶尖顶面和机匣间的径向间隙，理论泄漏与间隙成正比，为减少密封泄漏，往往采用小间隙设计。一般焉言，篦齿闻隙越大，转子运转安全性越离，时
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电子科技大学硕士学位论文
失泄漏的高能气体损失越大，部件效率下降越多。而过小的间隙容易引起转子叶片和叶匣的碰撞，使运转安全性下降。
降∥：
图Ｉ－Ｉ小直径直齿模件
因此，篦齿ｆｑ隙控制足篦齿密封的主要设计准则：对于稳态工作期间的选择应该考虑在最＿人和巡航两种状态下问隙都尽町能的小。如何设计控制间隙使其最为合适，对提高发动机性能，保证飞行安全非常需要。而合理的设计间隙．或进行主动ｆＥＩＪ隙控制，关键在于搞清楚间隙的实际变化情况，掌握它的变化规律［４】。因此，对间隙进行实测，给出间隙随着不同转速及状态的变化规律，验证理论计算的合理性，在发动机研制过程中对优化设计，保证试车试验安全，具有实际的安全工程应用价值。
１．２研究现状和发展趋势
近半个世纪以来，英、美、俄等一些先进的航空发动机公司投入了大量人力物力，不断开发完善间隙测量测试技术和测试手段．比较成熟的有探针测量法、电涡流法、电容法、高能ｘ射线等间隙测量方法吼这些方法都有其不同的特点。而光纤法是目前采用的比较频繁，测量效果比较好的一种方法。也是未来非接触式间隙测量的发展趋势。
１．２．１探针测量法
探针法ｊ芒用的是叶尖放电的方式，即依靠使外加直流电压的探针沿径向移动，当探针移向叶尖至发生放电为止．探针的行程与扔始安装间隙（静态时探针到机匣内表面的距离）之差即为叶尖问隙。英国的ＲＣＭＳ４间隙测量系统就属于探针类‘“。
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第一章绻论
探针法的特点：原理比较简单，只要叶片是导电材料，无论叶尖端面形状如何都可以用探针法测量叶尖间隙，并且在高温高压环境下测量稳定，可靠，但是该方法只能测量转子的最小叶尖间隙，此外，外加电压波动，工作流体的温度和压力变化，探针与叶尖端面的污损，都会改变放电的起始距离，因此产生测量误差。探针进退的机械执行机构比较复杂，装置的操作也必须熟练。探针法不适于作为固定设备装在定型的发动机上，适用于试验研究，可以测量各稳定状态时最长叶片与机匣的间隙值，也可以用作校准其他测量方法的基准嘲。
１．２．２电容法
电容法是靠绝缘极的机匣和转子叶尖形成的电容进行测量的，叶尖问隙的变化导致测量电容的变化，再把电容变化量通过检测电路和调理电路转换成易于柃测和分析的电压信号或电流信号。”瑚。倒如英国的６１００高温电容式叶片间隙、轴振动计渤图１—２所示）。测得的电容是电极几何形状，两极问距离咀及两极问介质的函数。忽略边缘影响，测量电容与间隙的关系可用下式表示：