NPU-LL葉片系列構型氣動性能研究

趙清周,廖明夫,劉前智

(西北工業大學 動力與能源學院,西安 710072)

壓氣機部件的氣動性能在很大程度上決定了航空發動機的整體性能。長期以來,人們在壓氣機性能改進和提升方面開展了大量研究工作,提出了帶彎掠葉片技術、串列葉片技術、大小葉片技術、吸附式壓氣機技術等一系列壓氣機新技術,為壓氣機性能提升發揮了重要作用。

葉片基元截面重心連線所形成的積迭線沿軸向傾斜稱為掠,沿周向傾斜稱為彎。彎曲設計在壓氣機靜葉中得到了較廣泛的應用[1],而掠設計則在壓氣機動葉特別是風扇中得到了推廣[2],葉片彎和掠都有控制葉柵通道內壓力梯度的作用。隨著相關學科的發展[3],彎掠葉片成型規律的研究逐漸形成了“彎掠葉片動力學”分支學科。白杰等[4]對某航空發動機風扇轉子葉片物理模型進行彎掠優化設計,改善在設計工況下的總壓比和等熵效率。優化設計后的葉片可減小葉尖泄漏損失和端壁損失,提高風扇在設計點的氣動性能。彎掠葉片能使流動得到優化, 有效抑制葉柵內部二次流動。

70年代末,Bammert等[5]在多級軸流壓氣機中間級采用了串列轉子設計,并對串列葉片優化設計問題開展了大量研究工作。此后,Wu等[6]在低速條件下對多圓弧串列葉柵進行了研究。魏巍等[7]針對某小型壓氣機高負荷軸流級大彎角靜子,采用串列葉片技術進行改型設計。改型后的靜子可以更為均勻地分配前后葉片的載荷,有利于葉片附面層流動的控制。……