一种宽适应性压气机进口导向器叶型制造技术

本申请属于航空发动机设计领域，特别涉及一种宽适应性压气机进口导向器叶型，所述叶型截面为圆通过其圆心沿中弧线变径扫掠形成；其中，所述中弧线包括前段圆弧与后段圆弧，所述前段圆弧的弧长小于所述后段圆弧的弧长；所述圆的直径沿所述前段圆弧的前端到后端逐渐增大；所述圆的直径沿所述后段圆弧的前端到后端逐渐减小；本发明专利技术叶型能够兼顾压气机全转速范围的工作状态，在0～40度攻角范围工作时，叶背的分离区明显减小或消失。可以产生如下收益：叶背分离的消除提高了压气机内部的流场品质，有利于提高压气机效率和喘振裕度。有利于提高压气机效率和喘振裕度。有利于提高压气机效率和喘振裕度。

【技术实现步骤摘要】
一种宽适应性压气机进口导向器叶型


[0001]本申请属于航空发动机设计领域，特别涉及一种宽适应性压气机进口导向器叶型。

技术介绍

[0002]为拓宽多级压气机的流量调节范围，进口导向器需要有较大的角度调节范围，这使得其在某些工况工作在较大的正攻角状态。采用传统叶型，进口导向器在较大的正攻角状态时叶背发生分离。为解决该问题专利技术了一种宽适应性进口导向器叶型，该叶型可以在更大的攻角范围工作时不发生分离，有利于提高压气机进口的流场品质。现有叶型在较大的攻角状态下工作时，叶背分离降低了压气机内部的流场品质，导致压气机效率和喘振裕度下降。

技术实现思路

[0003]为了解决上述问题，包括：
[0004]所述叶型的叶型截面由一直径变化的圆扫掠形成，所述圆的圆心的轨迹线为中弧线；
[0005]所述中弧线包括前段圆弧与后段圆弧，所述前段圆弧的弧长小于所述后段圆弧的弧长；
[0006]所述圆的直径沿所述前段圆弧的前端到后端逐渐增大；所述圆的直径沿所述后段圆弧的前端到后端逐渐减小。
[0007]优选的是，所述圆在直径变化过程中，最大直径CMAX满足：
[0008]CMAX/B＝(
‑
0.4Ma)+0.19；
[0009]其中，B为叶型截面沿压气机轴向方向的长度；Ma为导向器进口马赫数Ma；Ma取值0.25～0.35。
[0010]当所述圆的直径变为最大时，所述圆的圆心位置与所述前段圆弧的前端的轴向距离XMAX满足：
[0011]XMAX/B＝Ma
‑
0.05。
[0012]优选的是，所述圆的直径RL在所述前段圆弧的前端处满足：
[0013]RL/CMAX＝(
‑
1.0Ma)+0.5；
[0014]所述圆的直径RT在所述后段圆弧的后端处满足：
[0015]RT/CMAX＝(
‑
0.4Ma)+0.3。
[0016]优选的是，前段圆弧的弧长ARC01满足：
[0017]ARC01/(ARC01+ARC02)＝Ma
‑
0.05；
[0018]ARC02为后段圆弧的弧长；Ma为导向器进口马赫数Ma；Ma取值0.25～0.35。
[0019]前段圆弧的弯度ALF1满足：
[0020]ALF1/(ALF1+ALF2)＝(
‑
1.0Ma)+0.8；
[0021]其中，ALF2为后段圆弧的弯度。
[0022]优选的是，所述叶型截面在所述前段圆弧任意一点处，XL的值与CL的值满足以下任意一种组合：
[0023](0.0，0.0)、(0.03，0.45)、(0.06,0.56)、(0.09，0.65)、(0.12，0.71)、(0.15,0.76)、(0.2，0.81)、(0.3，0.87)、(0.4,0.91)、(0.6,0.96)、(0.8,0.99)或者(1.0,1.0)；
[0024]其中：XL＝(X
‑
XS)/(XMAX
‑
XS)，CL＝(C
‑
2*RL)/(CMAX
‑
2*RL)，XS为中弧线前端与压气机进口之间的轴向距离；X为中弧线上任意一点的轴向坐标，C为X处叶型截面的厚度；
[0025]所述叶型截面在所述后段圆弧任意一点处，XH的值与CH的值满足以下任意一种组合：
[0026](0.0，0.0)、(0.2，0.33)、(0.4，0.6)、(0.6，0.815)、(0.8，0.95)或者(1.0，1.0)；
[0027]其中：XH＝(X
‑
XE)/(XMAX
‑
XE)；CH＝(C
‑
2*RT)/(CMAX
‑
2*RT)；XE为中弧线后端与压气机进口之间的轴向距离。
[0028]本专利技术叶型能够兼顾压气机全转速范围的工作状态，在0～40度攻角范围工作时，叶背的分离区明显减小或消失。可以产生如下收益：叶背分离的消除提高了压气机内部的流场品质，有利于提高压气机效率和喘振裕度。
附图说明
[0029]图1是本申请叶型截面参数示意图；
[0030]图2是本申请叶型截面弯度参数示意图；
[0031]图3是传统叶型工作状态示意图；
[0032]图4是本申请叶型工作状态示意图。
具体实施方式
[0033]为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施方式进行详细说明。
[0034]为了解决传统叶形问题，关键要改进进口导向器叶型，使其在更大的攻角状态工作时不分离，压气机在全转速范围内，进口导向器角度的调节范围接近40度。叶型设计时应兼顾所有状态，在0～40度攻角范围工作时，要保证叶背不发生分离，因此本申请提供了一种宽适应性压气机进口导向器叶型，包括：
[0035]所述叶型截面为圆通过其圆心沿中弧线变径扫掠形成；
[0036]其中，所述中弧线包括前段圆弧与后段圆弧，所述前段圆弧的弧长小于所述后段圆弧的弧长；
[0037]所述圆的直径沿所述前段圆弧的前端到后端逐渐增大；所述圆的直径沿所述后段圆弧的前端到后端逐渐减小。
[0038]如图1
‑
图2所示，以压气机进口的轴向位置为原点，以压气机轴向方向为X方向，以垂直X方向的方向为Y方向；
[0039]在一些可选实施方式中，所述圆的最大直径CMAX满足：
[0040]CMAX/B＝(
‑
0.4Ma)+0.19；
[0041]其中，B为叶型截面沿压气机轴向方向的长度；Ma为导向器进口马赫数Ma；Ma取值0.25～0.35；
[0042]上述实施方式中，优选的是CMAX/B的取值范围为0.05～0.09。
[0043]所述圆的最大直径的位置满足：
[0044]XMAX/B＝Ma
‑
0.05。
[0045]上述实施方式中，优选的是XMAX/B的取值范围为0.2～0.3。
[0046]在一些可选实施方式中，所述圆的直径RL在所述前段圆弧的前端满足：
[0047]RL/CMAX＝(
‑
1.0Ma)+0.5；
[0048]所述圆的直径RT在所述后段圆弧的后端满足：
[0049]RT/CMAX＝(
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种宽适应性压气机进口导向器叶型，其特征在于，包括：所述叶型的叶型截面由一直径变化的圆扫掠形成，所述圆的圆心的轨迹线为中弧线；所述中弧线包括前段圆弧与后段圆弧，所述前段圆弧的弧长小于所述后段圆弧的弧长；所述圆的直径沿所述前段圆弧的前端到后端逐渐增大；所述圆的直径沿所述后段圆弧的前端到后端逐渐减小。2.如权利要求1所述的宽适应性压气机进口导向器叶型，其特征在于，所述圆在直径变化过程中，最大直径CMAX满足：CMAX/B＝(
‑
0.4Ma)+0.19；其中，B为叶型截面沿压气机轴向方向的长度；Ma为导向器进口马赫数Ma；Ma取值0.25～0.35。当所述圆的直径变为最大时，所述圆的圆心位置与所述前段圆弧的前端的轴向距离XMAX满足：XMAX/B＝Ma
‑
0.05。3.如权利要求2所述的宽适应性压气机进口导向器叶型，其特征在于，所述圆的直径RL在所述前段圆弧的前端处满足：RL/CMAX＝(
‑
1.0Ma)+0.5；所述圆的直径RT在所述后段圆弧的后端处满足：RT/CMAX＝(
‑
0.4Ma)+0.3。4.如权利要求1所述的宽适应性压气机进口导向器叶型，其特征在于，前段圆弧的弧长ARC01满足：ARC01/(ARC01+ARC02)＝Ma
‑
0.05；ARC02为后段圆弧的弧长；Ma为导向器进口马赫数Ma；Ma取值0.25～0.35。前段圆弧的弯度ALF1满足：A...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘若痴，刘德龙，
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：