高負(fù)荷吸附式低反動(dòng)度壓氣機(jī)靜葉設(shè)計(jì)問題研究.pdf

1、航空發(fā)動(dòng)機(jī)是高性能飛機(jī)的心臟，其設(shè)計(jì)水平、制造工藝以及相關(guān)學(xué)科是一個(gè)國家工業(yè)水平的象征。隨著對高推重比、高性能發(fā)動(dòng)機(jī)要求的提高，壓氣機(jī)需要提供更高的總壓比和效率以及小的軸向尺寸和更低的重量。這對壓氣機(jī)設(shè)計(jì)提出了更高的要求。
　　哈爾濱工業(yè)大學(xué)發(fā)動(dòng)機(jī)氣體動(dòng)力研究中心王松濤教授提出了高負(fù)荷低反動(dòng)度吸附式壓氣機(jī)設(shè)計(jì)方法，通過在動(dòng)葉中保證高效流動(dòng)，在靜葉中擴(kuò)壓并通過附面層抽吸來保證不產(chǎn)生分離，設(shè)計(jì)出一臺三級壓氣機(jī)。該壓氣機(jī)抽吸量11.2％

2、，效率88.2%。該壓氣機(jī)為壓氣機(jī)設(shè)計(jì)理念提出了一個(gè)新的視角，但在該方向上，仍然有許多設(shè)計(jì)問題有待進(jìn)一步的深入探索。
　　本文以該三級高負(fù)荷吸附式壓氣機(jī)為研究對象，對高負(fù)荷吸附式壓氣機(jī)靜葉設(shè)計(jì)中的一些問題進(jìn)行進(jìn)一步的研究，為完善高負(fù)荷吸附式壓氣機(jī)設(shè)計(jì)做些基礎(chǔ)工作。主要從擴(kuò)大壓氣機(jī)工作范圍、降低壓氣機(jī)抽吸量、提高壓氣機(jī)效率角度探究高負(fù)荷吸附式壓氣機(jī)靜葉設(shè)計(jì)問題。
　　首先對高負(fù)荷吸附式壓氣機(jī)第一級跨音速靜葉應(yīng)用了不同的掠葉片，

3、研究了葉片前掠、后掠以及變弦長前掠對跨音速吸附式靜葉的影響。通過對不同掠角的對比，得出掠葉片減小了壓氣機(jī)工作范圍，并且改變了激波的位置，從而影響了抽吸量。
　　為了避免葉片開槽對葉片強(qiáng)度造成負(fù)面影響，小展弦比設(shè)計(jì)有利于高負(fù)荷低反動(dòng)度吸附式壓氣機(jī)具有良好的強(qiáng)度。因此針對展弦比對高負(fù)荷低反動(dòng)度吸附式壓氣機(jī)靜葉的影響開展了研究。對三級壓氣機(jī)的超音抽吸靜葉、亞音速抽吸靜葉和亞音速無抽吸靜葉開展了研究。結(jié)果表明對于亞音速靜葉，隨著展弦比增加

4、分離尺度減小、中部氣流折轉(zhuǎn)增加，端區(qū)氣流折轉(zhuǎn)減小。超音速抽吸靜葉展弦比變化對損失和折轉(zhuǎn)沒有明確的規(guī)律，這可能是由于激波損失占主導(dǎo)導(dǎo)致的。
　　為了降低抽吸量，有必要探究抽吸槽位置對超音速抽吸靜葉影響。因此對抽吸槽在流道中位置進(jìn)行了研究。結(jié)果分析顯示角區(qū)分離源于低能流體在逆壓梯度和壁面摩擦力作用下的滯止回流。抽吸槽由吸力面根部向流道中部移動(dòng)會導(dǎo)致對角區(qū)低能流體影響減弱，從而導(dǎo)致角區(qū)分離，進(jìn)而影響工作范圍。
　　本文最后從增強(qiáng)角