[发明专利]一种通过设置通气孔来降噪的单级压气机转子叶片

说明书

本发明的目的在于提供一种通过设置通气孔来降噪的单级压气机转子叶片，包括叶片体，所述叶片体包括叶顶、叶根、前缘、尾缘、压力面、吸力面，叶片体里设置贯通压力面到尾缘的通气孔，通气孔在进口处与压力面的夹角α为30°，在出口处垂直于尾缘，各通气孔的轴线皆位于平行于叶根的平面内。本发明通过在转子叶片内部开设一系列贯通压力面与尾缘的多通道通气孔，一方面可以通过降低叶片尾缘脱落涡的尺寸来降低压气机的涡流噪声。另一方面，降低叶片尾缘脱落涡的尺寸也可以降低转子叶片与静叶的干涉，进而降低压气机的单频离散噪声。

技术领域

本发明涉及的是一种叶片，具体地说是单级压气机转子叶片。

背景技术

当代飞机所使用的发动机是一个非常复杂的噪声系统，主要噪声源分为四个部分：压气机噪声源、燃烧噪声源、涡轮噪声源和喷流噪声源。其中压气机噪声源和喷流噪声源是发动机的主要噪声源。

压气机噪声包括叶片通过频率下的单频离散噪声和宽频涡流噪声。单频离散噪声是由于压气机工作时，转子和静子之间存在相互干涉：(1)转子叶片势流场与静子干涉；(2)静子叶片势流场与转子干涉；(3)静子叶片切割转子叶片尾迹干涉；(4)转子叶片切割静子叶片尾迹干涉。宽频涡流噪声主要包括：(1)叶片吸力面处湍流边界层分离形成的分离涡噪声；(2)叶顶泄露涡产生的噪声；(3)转子叶片尾缘脱落涡形成的噪声。

其中，单频离散噪声和宽频涡流噪声的产生都和叶片尾缘脱落涡的产生有很大关系。对于涡流噪声，尾缘脱落涡在总体涡流噪声中占据主要位置，对于单频离散噪声，尾缘脱落涡的增大会导致转子与静子的干涉更加严重。

目前的压气机降噪手段主要包括锯齿形叶片尾缘以多曲率叶片表面来扰乱尾缘涡，以此来达到压气机的降噪目的。

发明内容

本发明的目的在于提供能降低压气机单频离散噪声的一种通过设置通气孔来降噪的单级压气机转子叶片。

本发明的目的是这样实现的：

本发明一种通过设置通气孔来降噪的单级压气机转子叶片，其特征是：包括叶片体，所述叶片体包括叶顶、叶根、前缘、尾缘、压力面、吸力面，叶片体里设置贯通压力面到尾缘的通气孔，通气孔在进口处与压力面的夹角α为30°，在出口处垂直于尾缘，各通气孔的轴线皆位于平行于叶根的平面内。

本发明还可以包括：

1、在压力面处穿孔面积占压力面面积的0.5％-0.8％，在尾缘处穿孔面积占据尾缘面积的8％-10％。

2、通气孔的直径D为叶高h的1.8％-2.2％。

3、相邻通气孔在尾缘上等距分布并且间距为d2，第一个通气孔与叶根的距离为d1，最后一个通气孔与叶顶的距离为d3，d1为叶高h的5％-7％，d2为叶高h的8％-10％，d3为叶高h的5％-7％。

4、以叶根的叶型为基础建立坐标系，各通气孔轴线在叶根平面上的投影为曲线，以曲线的起点为坐标原点O，以连接曲线起点和终点的直线为X轴，将位于叶根所在平面并且过坐标原点O且垂直于X轴的直线设为Y轴，将过坐标原点O且垂直于X-O-Y平面的直线设为Z轴，设曲线两个端点的距离为L，在L/2处对应曲线上的点与X轴的距离为d，则通气孔轴线在叶根所在平面上的投影线用如下方程来表示：

各轴线所在平面用如下方程来表示：

z＝d1+(i-1)d2

通气孔轴线用如下方程来表示：

上式中，i代表距离叶根第i个通气孔轴线。