[发明专利]涡轮机多级涡轮的设计方法

权利要求书

1.一种涡轮机多级涡轮的设计方法，每个涡轮级包括静子叶栅和转子叶栅，每个 叶栅由一排环形设置的叶片组成，每个静子或转子叶栅分别具有相同数量的叶 片或者是位于上游的同类型叶栅的叶片数量的倍数，其中，对于所有的静子或 转子叶栅，该方法包括：

a)同时修正各个叶栅的叶片形状，以在叶片的基本上整个径向范围内对 所述叶片后缘的尾流进行整流；以及

b)按如下方式使各个叶栅彼此之间构成角度，即涡轮级n的静子或转子 叶栅的尾流分别在一定角度容限范围内撞击位于下游涡轮级n+1的静子或转子 叶栅的前缘，从而实现对整个涡轮同时进行多级气动力耦合。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤a)中，还包括：

1)在叶片的基本上整个径向范围内，确定各个叶栅的叶片形状；

2)在叶片的基本上整个径向范围内，确定各个叶栅的叶片周围的燃气平均 流；

3)确定各个叶栅的叶片尾流是如何变化的；以及

4)验证涡轮级n的静子或转子叶片的尾流分别在给定角度容限范围内，基 本上平行于对应下游n+1级的静子或转子叶片的前缘。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，当步骤4)的验证结果为否定时，该方法 进一步包括：

5)在叶片的整个径向范围内，修正各个叶栅的叶片形状；

6)验证所修正的叶片的气动力特性；以及

7)重复步骤2)，3)和4)。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，在步骤5)中对叶片形状的修正可由优化 算法来确定。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，步骤5)，6)和7)重复一次或多次，直 至步骤7)的验证结果为肯定的结果。

6.根据权利要求4所述的方法，其中，通过改变一个或多个参数来修正各个叶栅 的叶片形状；所述参数选自如下参数：叶片的空间分布、叶片的弯曲度、叶片 前缘和后缘的角度位置。

7.根据权利要求4所述的方法，其中，在修正叶栅的叶片形状时，该方法包括保 持叶栅的平均载荷分布。

8.根据权利要求3所述的方法，其中，在步骤4)或7)之后，该方法包括：通过 分析涡轮内的燃气变化来验证涡轮的气动力性能。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤b)中，还包括：

i)确认每个涡轮级n+1的静子或转子的叶栅相对于上游涡轮级n的静子 或转子的叶栅的优选角度位置，以及相对于所述涡轮级n的叶栅叶片的尾流的 优选角度位置；以及

ii)以如下方式从上游到下游使各叶栅彼此之间构成角度，即涡轮级n静 子或转子叶栅的叶片所形成的尾流，在一定角度容限范围内撞击下游涡轮级 n+1的静子或转子叶片的前缘。

10.—种涡轮机多级涡轮的制造方法，其中，该方法包括：根据权利要求1所述的 方法设计涡轮，然后，制造该涡轮。

11.—种涡轮机，其包括了根据权利要求10所述的方法制造的涡轮。

12.根据权利要求11所述的涡轮机，该涡轮机为飞机涡轮螺旋桨发动机或涡轮喷气 发动机。