吸附式壓氣機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)研究.pdf

1、近年以來，國際上軍民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇/壓氣機(jī)技術(shù)發(fā)展很快，主要體現(xiàn)在級負(fù)荷越來越高，重量越來越輕，以適應(yīng)現(xiàn)代航空發(fā)動(dòng)機(jī)不斷提高推重比、降低成本的要求。但級負(fù)荷的提高帶來了氣動(dòng)設(shè)計(jì)的困難，需要采取一些新的設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)技術(shù)才能滿足即實(shí)現(xiàn)達(dá)到要求的級負(fù)荷同時(shí)又能保證高效率、寬工作范圍這些壓氣機(jī)必須具有的性能。本文針對“吸附式壓氣機(jī)（the aspirated compressor）”這一新概念設(shè)計(jì)技術(shù)開展了以下幾方面的研究：
　　

2、一、以開發(fā)配套的吸附式壓氣機(jī)設(shè)計(jì)方法為目的，通過對吸附式壓氣機(jī)工作機(jī)理的分析，開展了吸附式壓氣機(jī)葉型二維反問題設(shè)計(jì)技術(shù)、計(jì)算方法的研究。解決了牽引方案S2流面設(shè)計(jì)計(jì)算中經(jīng)驗(yàn)損失的給法、二維葉型反問題設(shè)計(jì)方法和截面葉型詳細(xì)的設(shè)計(jì)流程等問題；掌握了高效的吸附式壓氣機(jī)流線截面葉型的設(shè)計(jì)技術(shù)。依靠該技術(shù)，以具有工程背景的指標(biāo)參數(shù)，完成了在低葉尖切線速度下高壓比單級吸附式超、跨聲速壓氣機(jī)（轉(zhuǎn)、靜子）方案的設(shè)計(jì)。
　　 二、分別開展了吸附式

3、超聲速（轉(zhuǎn)子）、跨聲速（靜子）壓氣機(jī)平面葉柵實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，包括各兩個(gè)吸氣位置條件下從吸力面不吸氣與吸氣在各種工況下改變攻角、改變進(jìn)氣馬赫數(shù)和改變吸氣量工況下葉片表面速度分布和葉型損失的對比。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所設(shè)計(jì)的吸附式壓氣機(jī)葉型基本達(dá)到了設(shè)計(jì)目的，抽吸可使包括分離區(qū)在內(nèi)的葉背附面層分離減小、葉柵的擴(kuò)壓能力增加，成功地在擴(kuò)散因子達(dá)到了0.9（遠(yuǎn)大于常規(guī)壓氣機(jī)擴(kuò)散因子使用上限0.55）的大擴(kuò)壓度葉柵上實(shí)現(xiàn)了抑制氣流分離、有效提高氣流轉(zhuǎn)折角的氣動(dòng)

4、設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了高擴(kuò)壓能力。這些實(shí)驗(yàn)工作驗(yàn)證了從壓氣機(jī)葉型吸力面進(jìn)行附面層吸除的有效性、以及本文所開發(fā)設(shè)計(jì)技術(shù)的可靠性；獲得了不同吸氣位置對葉柵性能的影響規(guī)律和吸氣量變化對葉柵的影響。
　　 三、采用數(shù)值模擬手段（NAPA軟件）對試驗(yàn)的平面葉柵進(jìn)行了計(jì)算分析。數(shù)值分析再現(xiàn)了平面葉柵吹風(fēng)試驗(yàn)關(guān)于變吸氣位置的結(jié)果和試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的一些特殊的物理現(xiàn)象，如：當(dāng)吸氣位置處于激波后的分離區(qū)內(nèi)時(shí)，少量吸氣即使葉柵損失降低，氣流轉(zhuǎn)折角增加（擴(kuò)壓能力增加