一种自适应控制的压气机叶片及其制作方法技术

本发明专利技术创造提供了一种自适应控制的压气机叶片，包括叶片本体，在叶片本体靠近叶片前缘位置布置有吹气槽，在叶片本体上流动分离起始位置布置有吸气槽，并在叶片本体内部沿叶片弦长方向开设有用于连通吸气槽和吹气槽的槽道；所述吹气槽以及吸气槽均布置在叶片本体的吸力面，且吸气槽的宽度大于吹气槽宽度。本发明专利技术创造制作成本低，易于改进实现，使得轴流压气机叶片具备自适应性，达到完成自主适应性控制目的，并且能更好的适应流场环境，从而达到更为有效控制压气机性能。更为有效控制压气机性能。更为有效控制压气机性能。

【技术实现步骤摘要】
一种自适应控制的压气机叶片及其制作方法


[0001]本专利技术创造属于航空压气机
，尤其是涉及一种自适应控制的压气机叶片及其制作方法。

技术介绍

[0002]作为现代航空发动机的核心部件之一，轴流式压气机有着极其重要的地位，现代民航客机追求更加安全、高效、经济等高要求目标，那么提高航空发动机压气机的各项性能是非常重要的。在航空发动机工作时，核心机所工作的环境是时刻变化的，其中压气机的主要作用是借助高速旋转的动叶对流入的气体作功，通过压缩来提高气体压力，从而改善发动机性能，然而压气机在强逆压梯度下工作，会受到各方因素带来的气动损失，这也是限制轴流压气机压比改善的一项重要因素。针对轴流式压气机内部气体的流动分离及各项损失，国内外学者和研究人员均从该机理入手，提出了许多改善压气机性能的流动控制方法，即主、被动控制。其中，虽然主动控制方法的适应性较好，在各种工况下可针对的使用，但依靠外界能量的输入和控制，所带来的是经济成本过高的缺陷，而被动控制仅在特定工况下才会有较好的改善效果，其适应性远不如主动控制。因此，如何在工况适应性、降低成本、降低控制复杂程度等多种因素下找到较佳的平衡点，是需要着重研究和解决的课题。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术创造旨在克服现有技术中的缺陷，提出一种自适应控制的压气机叶片及其制作方法。
[0004]为达到上述目的，本专利技术创造的技术方案是这样实现的：
[0005]一种自适应控制的压气机叶片，包括叶片本体以及叶片本体上的开槽，在叶片本体靠近叶片前缘位置布置有吹气槽，在叶片本体上端区流动分离起始位置布置有吸气槽，并在叶片本体内部沿叶片弦长方向开设有用于连通吸气槽和吹气槽的槽道；所述吹气槽以及吸气槽均布置在叶片本体的吸力面，且吸气槽的宽度大于吹气槽宽度。
[0006]进一步，所述吹气槽布置在叶片本体前缘10％
‑
30％弦长处。
[0007]进一步，所述流动分离起始位置处于叶片尾缘50％
‑
90％弦长处，即，从叶片本体前缘向尾缘方向计算的50％
‑
90％弦长。
[0008]进一步，所述吸气槽在叶片本体厚度方向上的槽宽度为1
‑
2mm。
[0009]进一步，所述吹气槽在叶片本体厚度方向上的槽宽度为0.5
‑
1.5mm。
[0010]进一步，所述吸气槽与槽道衔接处、以及吹气槽与槽道衔接处均采用圆角过渡。
[0011]进一步，所述吸气槽、吹气槽均采用矩形槽。
[0012]进一步，所述槽道距叶片本体的吸力面距离、以及槽道距叶片本体压力面的距离，均为0.5mm
‑
2mm。
[0013]一种自适应控制的压气机叶片的制作方法，包括如下步骤；
[0014]S1、先确定气压机端区分离起始点位置；
[0015]S2、确定吸气槽、吹气槽位置；
[0016]确定吸气槽位置时，先计算出流动分离所在区域，在50％
‑
90％叶片弦长处选取吸气槽位置；
[0017]确定吹气槽位置时，根据叶片前缘附面层附着的位置，在靠近叶片前缘10％
‑
30％叶片弦长处选取吹气槽位置；
[0018]S3、确定吸气槽、吹气槽宽度，并在叶片本体厚度方向上，保证吸气槽的宽度大于吹气槽的宽度；
[0019]S4、确定吸气槽、吹气槽、槽道在叶高方向上的高度；
[0020]S5、设计槽道，将吸气槽与吹气槽连通。
[0021]进一步，所述槽道呈弧状结构。
[0022]相对于现有技术，本专利技术创造具有以下优势：
[0023]本专利技术创造制作成本低，易于改进实现，通过在叶片吸力面开设吸气槽、吹气槽，并由槽道连通，作为轴流式压气机的流动分离控制手段，使轴流压气机叶片具备自适应性，达到完成自主适应性控制目的，通过开槽实现吸气
‑
吹气作用，便于更好的适应流场环境，从而达到更为有效控制压气机性能，保障压气机工作稳定性和可靠性。
附图说明
[0024]构成本专利技术创造的一部分的附图用来提供对本专利技术创造的进一步理解，本专利技术创造的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术创造，并不构成对本专利技术创造的不当限定。在附图中：
[0025]图1为本专利技术创造的结构示意图；
[0026]图2为端分离区域示意图；
[0027]图3为端分离区域的静压云图；
[0028]图4为本专利技术创造吹气槽所在位置示意图；
[0029]图5为本专利技术创造吹气槽所在区域的静压云图；
[0030]图6为本专利技术创造实施例中吹气槽与吸力面夹角的示意图；
[0031]图7为本专利技术创造实施例中吸气槽与吸力面夹角的示意图；
[0032]图8为吹气槽与吸力面夹角的变化规律示意图；
[0033]图9为本专利技术创造中槽道高度与叶片高度对比示意图；
[0034]图10为槽道高度与总压损失关系示意图；
[0035]图11为NACA65
‑
K48原型叶片流线图；
[0036]图12为图11中叶片设有吸
‑
吹气结构时的流线图；
[0037]图13为原型叶片与设有吸
‑
吹气结构叶片总压损失对比示意图；
[0038]图14为本专利技术创造应用状态下的示意图。
具体实施方式
[0039]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0040]在本专利技术创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、
“
前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0041]在本专利技术创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本专利技术创造中的具体含义。
[0042]下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术创造。
[0043]一种自适应控制的压气机叶片，如图1至14所示，包括叶片本体及叶片本体吸力面上设置的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自适应控制的压气机叶片，其特征在于：包括叶片本体，在叶片本体靠近叶片前缘位置布置有吹气槽，在叶片本体上流动分离起始位置布置有吸气槽，并在叶片本体内部沿叶片弦长方向开设有用于连通吸气槽和吹气槽的槽道；所述吹气槽以及吸气槽均布置在叶片本体的吸力面，且吸气槽的宽度大于吹汽槽宽度。2.根据权利要求1所述的一种自适应控制的压气机叶片，其特征在于：所述吹气槽布置在叶片本体前缘10％
‑
30％弦长处。3.根据权利要求1所述的一种自适应控制的压气机叶片，其特征在于：所述流动分离起始位置处于叶片尾缘50％
‑
90％弦长处。4.根据权利要求1至3任一项所述的一种自适应控制的压气机叶片，其特征在于：所述吸气槽在叶片本体厚度方向上的槽宽度为1
‑
2mm。5.根据权利要求1至3任一项所述的一种自适应控制的压气机叶片，其特征在于：所述吹气槽在叶片本体厚度方向上的槽宽度为0.5
‑
1.5mm。6.根据权利要求1至3任一项所述的一种自适应控制的压气机叶片，其特征在于：所述吸气槽与槽道...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙鹏，余军杨，傅文广，李晓东，杨坤，
申请(专利权)人：中国民航大学，
类型：发明
国别省市：