军用直升机在沙漠环境飞行过程中,含有砂尘的空气吸入发动机,会与压气机转子叶片以较高的相对速度发生碰撞,产生砂尘冲蚀现象,严重影响到飞行器飞行安全。因此开展TC4材料受砂尘高速连续冲蚀的试验与仿真分析研究,对防止由冲蚀损伤引发的飞行事故具有重要的意义。本文围绕压气机叶片材料的砂尘冲蚀问题进行了研究,主要研究内容和结论包括以下四个方面:(1)对高速连续冲蚀试验系统进行设计与搭建工作。对关键部件基于拉瓦尔管的高速喷砂枪和精确连续供砂装置进行设计,对高速连续冲蚀试验系统中的气源系统、试验件夹持装置、拍摄系统和排砂装置进行选取和搭建。(2)对高速连续冲蚀试验系统进行性能标定与功能测试。结果发现:连续供砂系统满足下砂精确可调的指标要求;在最大输入压力下,砂尘平均冲蚀速度可达323m/s,满足TC4平板受高速砂尘连续冲蚀试验研究的指标要求;输入压力与主气流管道总压一致,试验系统密封性良好;高速喷砂枪工作寿命约为15h;(3)开展TC4平板连续冲蚀试验。结果发现:随冲蚀角度的递增,其质量冲蚀率呈现出先增大后减小的趋势,峰值出现在45°左右;冲蚀率随冲蚀速度的增加呈指数性增长;随冲蚀时间的增大,冲蚀率接近一种指数增长;(4)开展TC4式样冲蚀仿真研究,并与冲蚀试验结果进行比对,结果发现:不同冲蚀角度造成的损伤形貌不同,30°时砂尘冲蚀以切削为主,45°时砂尘冲蚀包括切削和挤压导致冲蚀率最高;角度继续增大堆积物高度增加但切削效果减弱,挤压效果增强,出现塑性硬化规律;90°时砂尘冲蚀以挤压为主,冲蚀率最低。本文通过设计高速连续冲蚀试验系统,开展试验与仿真研究,揭示TC4材料受砂尘冲蚀损伤的规律,以更进一步增进叶片材料去除过程的认识,为后续抗冲蚀技术的研究打下理论基础。