[发明专利]一种轴流压气机叶片及轴流压气机

说明书

本公开提供了一种轴流压气机叶片，包括：叶片本体(1)，包括叶片本体吸力面(2)和叶片本体压力面(14)，叶片本体吸力面(2)为凸面，叶片本体压力面(14)为凹面，叶片本体吸力面(2)上形成有多个康达表面(6，7，8)；叶片本体吸力面(2)与叶片本体压力面(14)之间开设有多个引气通道(9，10，11)，叶片本体吸力面(2)上开设有多个喷气缝(3，4，5)，并且，喷气缝(3，4，5)的进口与相邻的引气通道(9，10，11)连通，喷气缝(3，4，5)的出口与相邻的康达表面(6，7，8)相连；导流叶片(15)，设于引气通道(9，10，11)内部。另外，本公开还提供了一种轴流压气机。

技术领域

本公开涉及轴流压气机流动控制领域，具体地，涉及一种轴流压气机叶片及轴流压气机。

背景技术

高空低雷诺数下高性能发动机设计技术是制约高空飞行器研制的瓶颈之一。随着飞行高度的升高，大气温度、压力和密度降低，当发动机在小速度条件下工作时，发动机处于低雷诺数环境，导致摩擦阻力和气流损失增大。雷诺数低于临界雷诺数会造成附面层转捩推迟，叶片前缘附近的层流附面层比湍流附面层更容易分离，叶型损失增加，严重影响压气机的效率和稳定性。因此，设法抑制压气机叶片吸力面流动分离具有重要意义。

在此背景下，国内外研究人员研究了多种流动控制的方法来控制叶片吸力面的流动分离，以提高压气机效率，拓展压气机工作范围。现有的流动控制方法主要分为两大类：主动控制和被动控制，其中，被动控制不需要外界提供能量，仅通过改变压气机原来的结构，或添加小结构来控制气体的流动，但是，当流动状态发生改变时，被动控制方案不一定适应该流动状态下的叶轮机械气动性能，反而有可能使其性能恶化；主动控制是检测压气机的运行状态，然后通过调节机构来控制流动分离，需要外界提供能量，但控制效果明显。近年来，主动控制技术逐渐成熟，相比于被动控制技术有更高的灵活性，受到越来越多研究者的关注。

针对叶片吸力面分离现象，主动控制技术中的关于附面层喷气技术的研究较多且取得了较为理想的成果，因此，附面层喷气技术成为了提高压气机效率和稳定性的最具应用潜力的措施之一，而基于康达效应的康达喷气技术是附面层喷气技术的一种新的应用形式，其与常规的附面层喷气技术的区别在于该技术的应用需要在叶型尾缘构造曲率一定的康达表面。1934年罗马尼亚空气动力学家亨利·康达首先在航空飞行器实验中发现了射流流体具有绕其附近固体表面流动的趋势的特性，并将其命名为康达效应。康达效应首先在机翼上应用，通过康达效应的环量控制机翼已经成功在飞机上得到应用，如美国的YC-14和前苏联的安-72等；Clark和Ordway首先将康达射流引入压气机中，成功推迟了高转速条件下压气机喘振和失速的发生；Fischer将康达效应应用于某四级高速轴流压气机第一级静子叶栅上，发现在设计点采用1％的喷气量时可以使静压升提高9％，当发生分离之后，采用1％的喷气量可以使气流折转角和静压升增加的同时减小总压损失；Vorreiter在静叶吸力面尾缘的射流口之后设计康达表面，分别在单列直叶栅和某四级高速压气机第一级静叶栅上进行研究，发现在非设计工况时使用0.5％的喷气量可以有效提高静压升及其他气动性能。然而，现有流动分离控制技术研究大多基于常规飞行高度下飞行器的流动分离情况，欠缺高空低雷诺数下流动分离控制技术的研究。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本公开提供了一种轴流压气机叶片及轴流压气机，至少解决以上技术问题。

(二)技术方案

本公开提供了一种轴流压气机叶片，包括：叶片本体，包括前缘、尾缘、叶片本体吸力面和叶片本体压力面，所述叶片本体吸力面为凸面，所述叶片本体压力面为凹面，所述叶片本体吸力面上形成有多个康达表面；所述叶片本体吸力面与所述叶片本体压力面之间开设有多个引气通道，所述叶片本体吸力面上开设有多个喷气缝，并且，所述喷气缝的进口与所述引气通道连通，所述喷气缝的出口与所述康达表面相连；导流叶片，设于所述引气通道内部。

可选地，所述喷气缝平行于所述叶片本体吸力面的轴向。