2023年3月9日，国家自然科学基金委重大科研仪器研制项目“高负荷压气机流动失稳监测与调控实验装置”顺利通过国家自然科学基金委工程与材料科学部组织的结题验收。 

　　高负荷压气机流动失稳监测与调控是我国航空发动机性能提升面临的技术瓶颈，也是叶轮机械领域公认的学术难题。面对高负荷压气机流动失稳监测与调控科研仪器研制，目前存在动态压力测量频响不够高、失稳预报不够及时、扩稳调控不够精准三大挑战性难题。 

　　在聂超群研究员的带领下，先进燃气轮机实验室压气机研究团队按照原理与技术创新-硬件集成-现场验证的技术路线，实现了压气机失稳监测与调控装置从0到1的突破。项目组创新性地提出了等离子体辉光放电高频响测压原理、基于前失速先兆检测的失稳预报原理、基于当地熵产损失量化的低熵产扩稳原理，形成了等离子体可控间隙封装高频压力测量技术、基于“前失速先兆”诊断与识别的失稳预报技术和自循环抽吸-喷气构型与低熵产扩稳调控的关键技术，最终，实现了压气机流动失稳监测、诊断与调控系统集成，建成了一套高负荷压气机流动失稳监测与调控实验装置，其中，等离子体测压子系统的动态压力测量最高频响达到1.35MHz；前失速先兆诊断子系统的失稳预报时间可提前2秒以上；自适应扩稳调控子系统的自适应扩稳调控稳定裕度提升20%。该装置已在研究所和中国航发行业所多台压气机型号及整机上开展了试验验证及应用，解决了在役发动机复杂进气条件下裕度不足和在研发动机试车过程中失稳预报不够及时的问题，对我国航空发动机/燃气轮机自主研制具有重要支撑作用。 

　　经过5年的研制，项目组取得了一系列成果：共发表中英文学术论文32篇，其中，SCI论文13篇，EI论文7篇，国际会议论文11篇；申请国家发明专利9项，授权3项；申请并授权国际发明专利3项；培养了一支压气机流动失稳预报与调控研究方向的国际化人才队伍，为提升我国在该领域的话语权和国际影响力奠定了基础。

 图1 流动失稳监控仪

图2 高负荷压气机流动失稳监测与调控实验装置技术测试结果