宽工况后向遮挡的涡轮后机匣整流支板设计方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种宽工况后向遮挡的涡轮后机匣整流支板设计方法及系统，该方法对不同叶高的特征基元截面分别进行设计，确保对低压涡轮出口三维流动的良好匹配；对于每个特征基元截面，分别利用进口几何角、出口几何角、栅距、弦长、遮挡宽度和轴向延伸段长度来描述叶片型线；利用二次偏转曲线方法分别获得叶片压力面和吸力面型线，再结合前缘和尾缘半径参数，分别利用椭圆和圆弧对叶片前缘和尾缘进行造型；按照所需的积叠方式实现叶片三维成型。该方法自由度高、所需变量少、且调整灵活方便，能够在良好气动整流的同时，灵活调整对末级低压涡轮的后向遮挡率，甚至实现后向完全遮挡，有助于快速设计低气动损失和强红外隐身效能的后机匣部件。的后机匣部件。

【技术实现步骤摘要】
宽工况后向遮挡的涡轮后机匣整流支板设计方法及系统


[0001]本专利技术属于航空涡轮发动机设计领域，特别涉及一种宽工况后向遮挡的涡轮后机匣整流支板设计方法及系统，为兼具整流和后向遮挡的涡轮后机匣整流支板参数化设计方法。

技术介绍

[0002]隐身性能(即低可探测性)是衡量军用飞机先进性的重要指标。近年来，飞机的隐身技术受到了越来越多的关注：美军除了装备的F
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22等隐身战机之外，还在大力地发展一种高亚声速无人隐身战机XQ
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58A，以实现未来全系列的隐身飞机；英国政府也在积极筹备六代机项目中“暴风雨”战斗机的研制计划，将在4年内为该计划投资20亿英镑，预计在2035年投入使用。除此之外，日本、韩国等国家都在积极研制自己的隐身飞机，这极大的促进了隐身技术的发展。
[0003]飞机隐身技术中，雷达隐身和红外隐身是两个最主要的方面。燃气涡轮发动机作为作战飞机的主要动力来源，其进/排气系统是主要的雷达散射源和红外辐射源。实现作战飞机隐身的前提就是尽可能降低进/排气系统的红外和雷达特征。红外探测是利用物体本身的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种宽工况后向遮挡的涡轮后机匣整流支板设计方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，选择不同叶高的特征截面分别进行造型；针对所述不同的特征截面，均包括转折段和轴向延伸段两部分；其中，转折段通过进口几何角、出口几何角、弦长、栅距和遮挡宽度共5个几何参数进行控制，轴向延伸段通过轴向延伸长度进行控制；S2，利用二次偏转曲线方法分别获得满足进口几何角、出口几何角、弦长、栅距和遮挡宽度共5个几何参数的转折段压力面型线和转折段吸力面型线；S3，在转折段后面通过给定轴向延伸长度获得轴向延伸段的压力面型线和吸力面型线，分别组合转折段与轴向延伸段的压力面型线和吸力面型线即可得到叶片压力面和吸力面的完整几何型线；S4，根据结构要求确定叶片的前缘和尾缘直径，分别利用椭圆和圆弧对叶片的前缘和尾缘进行造型，从而得到不同特征截面的初始基元叶型；S5，对S3所得叶片压力面和吸力面的完整几何型线分别进行拟合；同时在不同轴向位置添加若干控制点，对叶片的型线进行调整和迭代，再结合所得型线对叶片的前缘和尾缘进行造型，得到满足气动性能要求的基元叶型；S6，确定叶片积叠形式，设定周向和轴向积叠参数，结合叶片积叠形式和S5所得基元叶型，获得叶片的三维造型。2.根据权利要求1所述的宽工况后向遮挡的涡轮后机匣整流支板设计方法，其特征在于，S1中，选择至少3个不同的特征基元截面分别进行造型。3.根据权利要求1所述的宽工况后向遮挡的涡轮后机匣整流支板设计方法，其特征在于，进口几何角根据当地叶高处的进口气流角确定，以减小进口的流动分离；出口几何角设定为90度以实现轴向排气；弦长根据结构尺寸限制和流动转折角进行调整；栅距根据整流支板2的叶片数和当地叶高的节径确定；利用遮挡宽度d来精准控制对末级低压涡轮部件的后向遮挡率，包括实现全遮挡设计；利用轴向延伸长度l来确定轴向延伸段的长度。4.根据权利要求3所述的宽工况后向遮挡的涡轮后机匣整流支板设计方法，其特征在于，遮挡宽度d具体是指：当前整流支板2的前缘与相邻整流支板2的尾缘在发动机出口截面的投影重合距离，若两者重合，则d为正；若两者不重合，则d为负，当d为0时，代表整流支板2正好阻挡从发动机尾部的后向观测视线，对高温低压涡轮部件进行正后向遮挡；d增大，整流支板2遮挡的观测视线角度随之增大。5.根据权利要求1所述的宽工况后向遮挡的涡轮后机匣整流支板设计方法，其特征在于，S5中，利用非均匀B样条曲线对S3所得叶片压力面和吸力面的型线分别进行拟合。6.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋立明，陶志，蒋首民，乔怡飞，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：