串列式风扇静子叶片、建模方法及串列式风扇静子结构技术

本申请提供了一种串列式风扇静子叶片、建模方法及串列式风扇静子结构，该串列式风扇静子叶片包括串列式风扇静子常规叶片和串列式风扇静子测试叶片，常规叶片和测试叶片均包括前排叶片、后排叶片、上缘板及下缘板，前排叶片与后排叶片沿着发动机轴向首尾连接，上缘板和下缘板设置在前、后排叶片的径向上下两侧从而形成整体式叶片；其中，测试叶片还包括测试接头、引气通道，测试接头设置在前排叶片的前缘，且在径向方向上设置有一个或多个，引气通道设置在串列式风扇静子测试叶片内部，且自前排叶片的前缘延伸至上缘板。该串列式风扇静子测试叶片在流路内叶型表面具有光顺性，最大程度的减小外置式引气管及堆积焊料爬在叶型上对流场的扰动作用。场的扰动作用。场的扰动作用。

【技术实现步骤摘要】
串列式风扇静子叶片、建模方法及串列式风扇静子结构


[0001]本申请属于航空发动机试验
，特别涉及一种串列式风扇静子叶片、建模方法及串列式风扇静子结构。

技术介绍

[0002]现有的风扇静子均采用单排静子叶片结构，但单排静子叶片的气流折转能力有限，其已越来越无法满足高性能涡扇发动机对高负荷能力风扇的需求。因而现有技术中提出了一种类似的串列压气机静子叶片结构，其由两个叶片在发动机轴向上串联形成一个叶片。串列式风扇静子结构目前还处于数值模拟理论计算以及叶栅试验阶段，尚没有进行风扇静子部件试验。
[0003]现有的单排叶片风扇静子部件试验多采用风扇级间测试叶片，该采用焊接方法将测头与空气管焊接到叶身表面，再将多条空气管集束后从上缘板开孔处引出。对于串列静子叶片来说，若采用该方案，串列式静子叶片前排叶片的叶身上将覆盖大量空气管及焊料堆积，会造成叶型失真，影响串列式风扇静子结构测试数据的准确性。另外，该方案也会使叶片表面凹凸不平，从而对气流稳定性造成不良影响，空气管结构裸露在外对测试安全性也存在风险。另外，焊接质量不稳定对结构强度和测试可靠性也存在结构失效风险。
[0004]另外，现有技术中还有一体成型式测试叶片结构，该结构为叶片带上下轴颈的轴颈式安装结构，因叶顶截面与轴颈重叠部分远小于叶顶截面面积，只适用测点较少的小尺寸结构，对于多测点(≥6测点)的串列风扇静子叶片，因轴颈尺寸有限，无法实现多测点串列风扇静子叶片的测试需求。该一体成型测试叶片建模方法未考虑风扇叶片测点多、径向和轴向尺寸大、相对壁厚薄等特点，叶片空心管部分壁厚不均，结构可靠性差，带来潜在使用风险。

技术实现思路

[0005]本申请的目的是提供了一种串列式风扇静子叶片，以解决或减轻
技术介绍
中的至少一个问题。
[0006]一方面，本申请提供了一种串列式风扇静子叶片，所述串列式风扇静子叶片包括串列式风扇静子常规叶片和串列式风扇静子测试叶片，
[0007]所述串列式风扇静子常规叶片和串列式风扇静子测试叶片均包括前排叶片、后排叶片、上缘板及下缘板，所述前排叶片与后排叶片沿着发动机轴向首尾连接，所述上缘板和下缘板设置在前排叶片与后排叶片径向上下两侧从而形成整体式叶片；
[0008]其中，所述串列式风扇静子测试叶片还包括测试接头和引气通道，所述测试接头设置在所述前排叶片的前缘，且在径向方向上设置有一个或多个，所述引气通道设置串列式风扇静子测试叶片内部，且自所述前排叶片的前缘延伸至上缘板。
[0009]进一步的，所述前排叶片与后排叶片在轴向上部分叠加，在周向上具有间隙。
[0010]进一步的，所述串列式风扇静子常规叶片和/或所述串列式风扇静子测试叶片通
过一体式工艺制造。
[0011]进一步的，一个或多个所述测试接头的气流方向角根据流场计算结果确定，所述气流方向角相同或均不同。
[0012]进一步的，测试接头在径向方向的数量根据测试需求或测试设备的通道数确定，相邻两个测试接头在径向方向的间距相同或均不同。
[0013]进一步的，所述引气通道的延伸部分均位于所述前排叶片内。
[0014]进一步的，所述上缘板为T型板式结构。
[0015]另一方面，本申请还提供了一种如上述的串列式风扇静子叶片的建模方法，所述建模方法包括：
[0016]建立串列式风扇静子叶片的叶型线，通过扫掠方法将所述叶型线建立为叶身型面，所述叶身型面包括叶盆面和叶背面；
[0017]建立叶顶表面和叶底面，将所述叶身型面和叶顶面、叶底面进行缝合，形成叶身实体，分别建立前排叶片和后排叶片的叶身，将上下缘板截面线沿发动机轴线旋转形成上下缘板，并与前排叶片、后排叶片的叶身实体相加形成串列式风扇静子常规叶片；
[0018]抽取前排叶片的叶盆面与叶背面之间的中位面；
[0019]在所述中位面上建立引气通道的轴心曲线，通过所述轴心曲线从叶身实体中减除导管实体形成引起通道；
[0020]建立测试接头，按照流场中流线方向摆放测试接头，从而完成串列式风扇静子测试叶片的建模。
[0021]最后，本申请还提供了一种串列式风扇静子结构，所述风扇静子结构包括：
[0022]外机匣；
[0023]如上述中的串列式风扇静子叶片；
[0024]内环前段；
[0025]内环后段；
[0026]所述串列式风扇静子叶片的上缘板插接到所述外机匣内，所述内环前段和内环后段设置在串列式风扇静子叶片叶根的前后，通过连接件与所述串列式风扇静子叶片的叶根连接；
[0027]其中，所述串列式风扇静子叶片包括第一数量的串列式风扇静子常规叶片和第二数量的串列式风扇静子测试叶片，第一数量与第二数量之和为所述串列式风扇静子叶片的总数；
[0028]其中，所述串列式风扇静子常规叶片周向均匀排列，所述串列式风扇静子测试叶片周向间隔排列在串列式风扇静子常规叶片之间。
[0029]进一步的，所述串列式风扇静子测试叶片的数量为4个、6个或8个。
[0030]本申请的串列式风扇静子测试叶片通过将引气通道结构藏于叶身内部，穿过上缘板而引出，可以保证串列式风扇静子结构在流路内叶型表面的光顺性，最大程度的减小外置式引气管及堆积焊料爬在叶型上对流场的扰动作用，保证流场测量的准确性和稳定性，提高结构可靠性和工艺性。
附图说明
[0031]为了更清楚地说明本申请提供的技术方案，下面将对附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本申请的一些实施例。
[0032]图1为本申请中的串列式风扇静子结构示意图。
[0033]图2为本申请中的串列式风扇静子叶片外形图。
[0034]图3为本申请中的串列式风扇静子叶片细节图。
[0035]图4为本申请中的串列式风扇静子结构中常规叶片也测试叶片周向分布示意图。
[0036]图5为本申请中通过中位面法建立的叶盆侧示意图。
[0037]图6为本申请中通过中位面法建立的叶背侧示意图。
[0038]图7为本申请中通过中位面法示意图。
[0039]图8为本申请中建立的串列式风扇静子测试叶片模型示意图。
[0040]附图标记：
[0041]1‑
外机匣
[0042]11
‑
安装槽
[0043]2‑
串列式风扇静子叶片
[0044]2a
‑
串列式风扇静子常规叶片
[0045]2b
‑
串列式风扇静子测试叶片
[0046]21
‑
前排叶片
[0047]22
‑
后排叶片
[0048]23
‑
上缘板
[0049]24
‑
下缘板
[0050]25
‑
测试接头
[0051]26
‑
引气通道
[0052]27
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种串列式风扇静子叶片，其特征在于，所述串列式风扇静子叶片(2)包括串列式风扇静子常规叶片(2a)和串列式风扇静子测试叶片(2b)，所述串列式风扇静子常规叶片(2a)和串列式风扇静子测试叶片(2b)均包括前排叶片(21)、后排叶片(22)、上缘板(23)及下缘板(24)，所述前排叶片(21)与后排叶片(22)沿着发动机轴向首尾连接，所述上缘板(23)和下缘板(24)设置在前排叶片(21)与后排叶片(22)径向上下两侧从而形成整体式叶片；其中，所述串列式风扇静子测试叶片(2b)还包括测试接头(25)和引气通道(26)，所述测试接头(25)设置在所述前排叶片(21)的前缘，且在径向方向上设置有一个或多个，所述引气通道(26)设置串列式风扇静子测试叶片(2b)内部，且自所述前排叶片(21)的前缘延伸至上缘板(23)。2.如权利要求1所述的串列式风扇静子叶片，其特征在于，所述前排叶片(21)与后排叶片(22)在轴向上部分叠加，在周向上具有间隙。3.如权利要求1或2所述的串列式风扇静子叶片，其特征在于，所述串列式风扇静子常规叶片(2a)和/或所述串列式风扇静子测试叶片(2b)通过一体式工艺制造。4.如权利要求1所述的串列式风扇静子叶片，其特征在于，一个或多个所述测试接头(25)的气流方向角根据流场计算结果确定。5.如权利要求1所述的串列式风扇静子叶片，其特征在于，测试接头(25)在径向方向的数量根据测试需求或测试设备的通道数确定，相邻两个测试接头(25)在径向方向的间距相同或均不同。6.如权利要求1所述的串列式风扇静子叶片，其特征在于，所述引气通道(26)的延伸部分均位于所述前排叶片(21)内。7.如权利要求1所述的串列式风扇静子叶片，其特征在于，所述上缘板(23)为T型板式结构。8.一种如权利要求1至7任一所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄晓君，李丽丽，王坤，阎深，刚铁，
申请(专利权)人：中国航发沈阳发动机研究所，
类型：发明
国别省市：