[发明专利]用于前缘辅助叶片的方法和系统

说明书

提供一种管理翼型的负迎角的设备和方法。设备包括一排叶片对，其包括从固定壳体构件向内径向地延伸并围绕所述固定壳体构件的第一轴向位置周向地间隔开的第一排主叶片。设备还包括第二排辅助叶片，其从固定壳体构件向内径向地延伸并围绕所述固定壳体构件的第二轴向位置周向地间隔开。设备还包括流动通道，其被界定在每一辅助叶片的压力侧与邻近主叶片的吸力侧之间，吸力侧接近于所述邻近主叶片的前缘。

技术领域

本公开的领域涉及可旋转机器，且更确切地说涉及一种用于使用从主叶片轴向地偏移的辅助叶片来管理压缩机、轴向压缩机、出口导向叶片和军用风扇的静止叶片中的负迎角的方法和系统。

背景技术

至少一些可旋转机器的静止叶片，例如压缩机、轴向压缩机、出口导向叶片和军用风扇的在早期阶段经历较大的迎角摆动。在宽范围的操作条件期间，叶片可以负迎角操作，这可能在叶片的压力面上产生高度三维分离流(highly three dimensional separatedflows)。

以负迎角操作或以超过某阈值的负迎角操作的一个结果是流与翼型的表面发生钝体类型分离(a bluff body type separation)。此分离可以向翼型或下游翼型引入不当的振动模式。另外，所述分离可能致使压缩机、涡轮机和/或发动机的整体性能发生大量损耗。叶片在这些条件下的操作可能产生不利地影响发动机性能、效率和/或可操作性，或可能缩短受影响的可旋转机器中的部件的预期寿命的条件。

发明内容

在一个方面中，一种翼型叶片对的排包括从固定壳体构件向内径向地延伸并围绕所述固定壳体构件的第一轴向位置周向地间隔开的第一排主叶片。所述第一排主叶片中的每一主叶片包括连接到所述固定壳体构件的叶片根部、远端末端以及在其间延伸的主翼型。所述翼型包括从所述固定壳体构件到所述远端末端的第一高度、在所述主翼型的前缘与所述主翼型的后缘之间的弦长以及厚度。所述翼型叶片对的排还包括从所述固定壳体构件向内径向地延伸并围绕所述固定壳体构件的第二轴向位置周向地间隔开的第二排辅助叶片，其中所述第二轴向位置不同于所述第一轴向位置。所述第二排辅助叶片中的每一辅助叶片包括连接到所述固定壳体构件的辅助叶片根部、远端末端以及在其间延伸的辅助翼型。所述辅助翼型包括从所述固定壳体构件到所述远端末端的第二高度、在辅助翼型前缘与辅助翼型后缘之间的弦长以及厚度。所述翼型叶片对的排进一步包括被界定在辅助叶片的压力侧与邻近主叶片的吸力侧之间的流动通道，所述吸力侧接近于所述邻近主叶片前缘。

可选地，所述流动通道在所述第二排辅助叶片中的辅助叶片的所述压力侧与所述第一排主叶片中的所述邻近主叶片的所述吸力侧之间从所述主翼型的所述前缘延伸到所述辅助翼型的所述后缘。同样可选地，所述流动通道在所述第二排辅助叶片中的所述辅助叶片的所述压力侧与所述第一排主叶片中的所述主叶片的所述吸力侧之间从所述主翼型的所述前缘延伸到所述主翼型的局部最大厚度前面的点。可以将所述辅助翼型的所述前缘轴向地定位在所述主翼型的所述前缘前面。所述固定壳体构件可以包括转子组合件，所述转子组合件包括高压压缩机转子组合件、高压涡轮机转子组合件、风扇组合件和低压涡轮机中的至少一个。所述翼型叶片对的排可以形成压缩机的后级(a later stage)。可选地，所述第二高度可以大致等于所述第一高度，且/或所述第二高度可以小于所述第一高度。

在另一方面中，一种管理叶片的负迎角的方法包括将流体引导到一排多个翼型组合件，其中所述多个翼型组合件围绕固定壳体构件的表面间隔开。所述多个翼型组合件包括与一排辅助叶片互相交错的一排主叶片。所述方法还包括将所述流体的至少一部分引导穿过由所述一排辅助叶片中的辅助叶片的压力侧和所述一排主叶片中的相应主叶片的吸力侧界定的流动通道。