[发明专利]一种高载荷系数压气机静子的气动构建方法

说明书

本发明提供了一种高载荷系数压气机静子的气动构建方法，包括以下步骤：S1、依据高载荷系数压气机静子子午掠形分布规律，构建高载荷系数压气机静子的子午投影布局；S2、基于高载荷系数压气机静子的子午投影布局构建高载荷系数压气机静子的叶片造型，确定高载荷系数压气机静子叶片造型参数的设计范围；S3、采用仿真模型对造型参数设计范围进行迭代分析，并进行修正直至获取满足高载荷系数压气机静子的效率及裕度设计要求的参数范围。本发明设计的高载荷系数压气机静子的气动构建方法，可以有效的为高负荷压气机静子设计提供技术基础，兼顾了压气机的效率和裕度，运用该方案可以缩短设计周期，提高设计效率，为下一代发动机设计提供基础。

技术领域

本发明属于压气机设计领域，涉及一种高载荷系数压气机静子的气动构建方法。

背景技术

随着航空发动机技术的不断更新，推重比提升是压气机设计中重要方向之一，且随着压缩系统中较高的级压比和较低的发展需求，必然要求压气机的负荷越来越高。

目前，现有通用压气机单级的载荷系数通常为0.3～0.4，而其静子气动设计中的各参数取值在常规范围内，其不适用于高载荷系数(大于0.45)的压气机静子的气动设计，采用0.3～0.4载荷系数的参数对高载荷系数压气机进行设计时，会导致效率低和裕度低的问题进而不满足高载荷系数压气机静子性能设计要求。

发明内容

本发明的目的在于设计一种高载荷系数压气机静子的气动构建方法，其能够解决现有压气机静子的气动设计中，由于其各参数取值在常规范围内，从而导致对高载荷系数的压气机静子的气动设计并不适用的问题。

实现发明目的的技术方案如下：一种高载荷系数压气机静子的气动构建方法，包括以下步骤：

S1、依据高载荷系数压气机静子子午掠形分布规律，构建高载荷系数压气机静子的子午投影布局；

S2、基于高载荷系数压气机静子的子午投影布局构建高载荷系数压气机静子的叶片造型，确定高载荷系数压气机静子叶片的造型参数设计范围；

S3、采用仿真模型对造型参数设计范围进行迭代分析，并进行修正直至获取满足高载荷系数压气机静子的效率及裕度设计要求的参数范围。

进一步的，高载荷系数压气机静子的子午掠形为前掠。

进一步的，高载荷系数压气机单级的载荷系数为0.45～0.6，常规载荷系数压气机单级的载荷系数为0.3～0.4。

更进一步的，步骤S1中，构建的高载荷系数压气机静子的子午投影布局中，在相同流量级条件下，高载荷系数压气机静子前缘线的叶尖顶点位置相对于常规载荷系数压气机静子前缘线的叶尖顶点位置，前移常规载荷系数压气机静子尖部轴向弦长的15％～25％。

更进一步的，静子叶片的参数包括叶中截面展弦比、叶中截面稠度、叶中截面中弧线弯度比、叶中截面攻角、叶中截面落后角中至少一种。

在一个可选实施例中，高载荷系数压气机静子的叶中截面展弦比为1.2～1.6，其相对于常规载荷系数压气机静子的叶中截面展弦比的相对减小量为25％～40％。

在一个可选实施例中，高载荷系数压气机静子的叶中截面稠度为1.75～2，其相对于常规载荷系数压气机静子的叶中截面稠度的相对增大量为20％～50％。

在一个可选实施例中，高载荷系数压气机静子的叶中截面攻角为-5°～-6°，其相对于常规载荷系数压气机静子的叶中截面的攻角的相对减小量为5％～25％。

在一个可选实施例中，高载荷系数压气机静子的叶中截面落后角为7°～8°，其相对于常规载荷系数压气机静子的叶中截面落后角的相对增大量为5％～25％。