[01807338]高性能微型涡轮机技术

本团队通过2项国防基础科研基金重点项目和6项国家自然科学基金等项目的支持,开展了微型涡轮机技术研究,分别在上述3方面通过技术创新较好地解决了相关技术困难,掌握了自主知识产权的高性能微型涡轮机技术。主要创新性技术成果如下： 1、研发了高性能微型叶轮机设计技术,突破了微叶轮流动损失大、效率低的瓶颈。发明了一种无需外部气源的叶尖逆向涡控技术,抑制微型叶轮机械叶尖相对间隙大引起的叶尖泄漏、提升叶片载荷;发明了保形通道三维叶片式微型压气机扩压器,减少低雷诺数流道的损失、提高扩压器的流动效率;发明了预旋叶片式处理机匣,抑制微型压气机进口气流分离,提高其工作稳定裕度。研制出的微型涡轮、微型压气机转子性能与国外先进水平相当,微型扩压器总压恢复系数达到了国际领先水平（90～93%）。 2、研发了微型燃烧室设计及供油控制技术,解决了微燃烧不充分、温控难的难题。发明了波纹蒸发管技术,采用波纹段增强气液掺混、强化换热,解决了微燃烧室内蒸发流路短带来的燃油雾化蒸发困难;提出了驻涡稳焰/油气预混融合设计的微燃烧技术,用驻涡增加油气驻留时间并增强火焰稳定效果（燃烧效率＞94%）;发明了基于低压损燃油计量的自适应供油技术,使微型涡轮发动机燃油计量精度达到0.25%（1ml/min,优于国外）,解决了燃油流量小难以精确供油的难题。研制的微型燃烧室容热强度、燃烧效率等性能达到国际先进水平。 3、掌握了微型涡轮机系统集成技术,克服了微型部件之间气动热力耦合强带来的困难。发明了轮盘隔热的微型发动机热管理技术,解决了微型燃烧室向微型压气机传热而导致的热力循环效率降低问题;发明了一种结构紧凑的轴斜流串列复合压缩单转子微型涡扇发动机技术,在保持发动机结构简单可靠的情况下,实现了涡扇发动机功能,可大幅度提高发动机推力,明显减低耗油率;发展了微型涡轮机与其进排气部件的一体化设计技术,解决了狭小空间的高效进排气装置设计及其与微型涡轮机的匹配问题。集成了微型涡轮机核心部件的设计技术,成功研制了一系列（4型,包括我国首台自主知识产权的微型涡轮发动机）直径60mm～156mm,推重比达8～10的微型涡轮发动机,性能达到国内领先、国际先进水平,且在国际上首次研发了1型复合压缩单转子微型涡扇发动机。 本项目获国家授权发明专利17件;获软件著作权4件;发表各类论文68篇;研发样机5型。项目成果对使用微型喷气推进动力或机载辅助动力系统的多型重要装备研发具有至关重要的意义。项目技术成果已在中航工业金城南京机电液压工程研究中心、中国航发608所、航天新光集团、兵器集团203所、中电38所等单位承研的飞机辅助动力系统、临近空间浮空平台、微型高速无人机/导弹等重要装备的研发中得到了成功应用。本成果2016年通过鉴定,鉴定结论为“项目研究难度大、成果创新性强,形成了一系列具有自主知识产权的核心技术,技术成果处于国内领先、达到国际先进水平”。