一种压缩系统非轴对称风扇整流器技术方案

一种压缩系统非轴对称风扇整流器。其在畸变区采用相对较大的叶片进口角，在非畸变区采用相对较小的叶片进口角；在畸变区采用相对较长的轴向弦长；在非畸变区采用相对较短的轴向弦长；在非畸变区，使整流器的叶片倾角为零，而在畸变区，使整流器的叶片倾角从零开始逐渐增大，并在周向位置0

【技术实现步骤摘要】
一种压缩系统非轴对称风扇整流器


[0001]本专利技术属于航空发动机压缩系统
，特别涉及一种压缩系统非轴对称风扇整流器。

技术介绍

[0002]基于隐身、结构及维修性等方面的考虑，大S型或双S型背负式超紧凑进气道技术在现代无人机和巡航导弹上得到了广泛的应用。图1为一种已有技术的涡扇发动机风扇子午流道示意图。图2为已有技术的畸变来流下轴对称风扇整流器出口流场图。如图1所示，这种涡扇发动机上的进气道1呈S型，风扇转子2和风扇整流器3依次设置在进气道1的后端；这种涡扇发动机存在下列问题：由于进气道1严重弯曲，因此使得进入进气道1的气流很容易出现分离，从而诱导出很强的二次流动，这在降低进气道1总压恢复性能的同时，增加了压气机进口流场畸变和旋流强度，这种畸变与损失在飞行器的大攻角和大侧滑角下会变得相当严重。如图2所示，进气道1的流场畸变一方面会使风扇转子2的攻角和载荷发生变化，从而导致风扇转子2内部流动损失增加；另一方面，采用目前常用的轴对称风扇整流器3时，流场畸变还会使风扇转子2的出口径向和周向气流角不均匀，从而使得风扇整流器3上畸变区A内整流器轮毂5附近出现流动分离，离开畸变区A处的整流器机匣6附近区域流动分离增大，同时使得即将进入畸变区A处的整流器叶片尾迹损失增加，由此降低了压缩系统的性能。因此，亟需探索适应畸变来流的高性能整流器结构布局。

技术实现思路

[0003]为了解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种压缩系统非轴对称风扇整流器。
[0004]为了达到上述目的，本专利技术提供的压缩系统非轴对称风扇整流器在保证叶片出口角、叶片最大厚度、叶片最大厚度位置和叶片前后缘半径不变的前提下，以整流器最低点作为周向位置0
°
，在周向位置为
‑
60
°
至60
°
的畸变区A，采用相对较大的叶片进口角α，而在周向位置为60
°
至180
°
和
‑
180
°
至
‑
60
°
的非畸变区，采用相对较小的叶片进口角α，使得不同周向位置处整流器的叶片进口角α与来流相适应；在周向位置为
‑
60
°
至60
°
的畸变区A，采用相对较长的轴向弦长b，以降低扩散因子和整流器叶片内分离；而在周向位置为60
°
至180
°
和
‑
180
°
至
‑
60
°
的非畸变区，采用相对较短的轴向弦长b，以减小摩擦损失和尾迹损失；同时，在周向位置为60
°
至180
°
和
‑
180
°
至
‑
60
°
的非畸变区，使整流器的叶片倾角φ为零，而在周向位置为
‑
60
°
至60
°
的畸变区A，使整流器的叶片倾角φ从零开始逐渐增大，并在周向位置0
°
处达到最大。
[0005]所述最大叶片倾角φ为12
°
。
[0006]所述叶片进口角α的范围为
‑
3.5
°‑
14
°
。
[0007]所述轴向弦长b的范围为153
‑
213mm。
[0008]本专利技术提供的压缩系统非轴对称风扇整流器具有如下有益效果：
[0009]1、结构简单、设计加工方便、易于实现，通过对轴对称整流器叶片进行改型设计，
不需要引入新的流动控制结构；
[0010]2、弥补轴对称整流器布局不足：现有技术通常忽略了畸变来流下风扇转子流场周向不均匀性，整流器叶片采用轴对称设计，本专利技术在周向不同位置处整流器叶片采用非轴对称设计，基于轴对称整流器叶片，修改非畸变区整流器叶片的弯角和弦长，降低整流器叶型损失；修改畸变区整流器叶片倾角，抑制整流器根部流动分离，从而改善整流器内部流动及出口流场均匀性，提高整流器气动性能，即可对现有技术形成补充，也可单独使用。
附图说明
[0011]图1为一种已有技术的涡扇发动机风扇子午流道示意图。
[0012]图2为已有技术的畸变来流下轴对称风扇整流器出口流场图。
[0013]图3为本专利技术提供的压缩系统非轴对称风扇整流器结构示意图。
[0014]图4为本专利技术提供的压缩系统非轴对称风扇整流器上叶片进口角和轴向弦长分布示意图。
[0015]图5(a)和(b)分别为本专利技术提供的压缩系统非轴对称风扇整流器上叶片进口角和轴向弦长沿周向变化示意图。
[0016]图6为本专利技术提供的压缩系统非轴对称风扇整流器上叶片倾角变化示意图。
具体实施方式
[0017]下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。
[0018]如图3
‑
图6所示，本专利技术提供的压缩系统非轴对称风扇整流器在保证叶片出口角、叶片最大厚度、叶片最大厚度位置和叶片前后缘半径不变的前提下，以整流器最低点作为周向位置0
°
，在周向位置为
‑
60
°
至60
°
的畸变区A，采用相对较大的叶片进口角α，而在周向位置为60
°
至180
°
和
‑
180
°
至
‑
60
°
的非畸变区，采用相对较小的叶片进口角α，使得不同周向位置处整流器的叶片进口角α与来流相适应；在周向位置为
‑
60
°
至60
°
的畸变区A，采用相对较长的轴向弦长b，以降低扩散因子和整流器叶片内分离；而在周向位置为60
°
至180
°
和
‑
180
°
至
‑
60
°
的非畸变区，采用相对较短的轴向弦长b，以减小摩擦损失和尾迹损失；同时，在周向位置为60
°
至180
°
和
‑
180
°
至
‑
60
°
的非畸变区，使整流器的叶片倾角φ为零，而在周向位置为
‑
60
°
至60
°
的畸变区A，使整流器的叶片倾角φ从零开始逐渐增大，并在周向位置0
°
处达到最大。
[0019]所述最大叶片倾角φ为12
°
。
[0020]所述叶片进口角α的范围为
‑
3.5
°‑
14
°
。
[0021]所述轴向弦长b的范围为153
‑
213mm。
[0022]本专利技术提供的压缩系统非轴对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种压缩系统非轴对称风扇整流器，其特征在于：所述压缩系统非轴对称风扇整流器在保证叶片出口角、叶片最大厚度、叶片最大厚度位置和叶片前后缘半径不变的前提下，以整流器最低点作为周向位置0
°
，在周向位置为
‑
60
°
至60
°
的畸变区A，采用相对较大的叶片进口角α，而在周向位置为60
°
至180
°
和
‑
180
°
至
‑
60
°
的非畸变区，采用相对较小的叶片进口角α，使得不同周向位置处整流器的叶片进口角α与来流相适应；在周向位置为
‑
60
°
至60
°
的畸变区A，采用相对较长的轴向弦长b，以降低扩散因子和整流器叶片内分离；而在周向位置为60
°
至180
°
和
‑
180
°
至
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：卢乐晗，孙爽，司海旭，王茂茂，万孝龙，
申请(专利权)人：中国民航大学，
类型：发明
国别省市：