外涵静子后掠对某风扇∕增压级气动特性的影响

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1、第39卷第4期2013年8月航空发动机AeroengineV01．39No．4Aug．2013外涵静子后掠对某风扇／增压级气动特性的影响李晓娟1，金海良2，桂幸民3(1．中国航天工程咨询中心，北京100037；2．中航工业航空动力机械研究所，湖南株洲412002；3．北京航空航天大学能源与动力工程学院，北京100191)摘要：针对某大涵道比风扇／增压级外涵静子后掠降噪的优化设计目标，采用1种周向平均快速特性预测计算方法和3维数值模拟软件NUMECA，对其100％设计转速下外涵静子无后掠及轴向后掠22．50和300算例的特性曲线及流场进行

2、了对比分析，以研究外涵静子轴向后掠对风扇／增压级特性及气动性能的影响规律。结果表明：一定程度的轴向后掠角度会使静子表面静压在叶尖处增强，而根部的叶片表面静压分布更趋均匀，风扇／增压级的外涵气动特性在裕度上无明显恶化；但严重的后掠角度则会导致叶尖叶片表面载荷显著增加，从而造成外涵的喘振裕度减小，进而影响整个风扇／增压级的气动性能。关键词：风扇／增压级；外涵静子；降噪；后掠；航空发动机李晓娟(1980)，女，博士，高级工程师，从事航空，航天工程咨询工作。EffectofBypassDuctBackwardSweptStatorBladeon

3、Performance基金项目：国家自然科学基金ofFan／Compressor(50736007，51006005)资助LIXiao-juanl，JINHal—harI矿，GUIXing—min3收稿日期：2012—1l埘(1．ChinaAerospaceEngineeringConsultationCenter，Beijing100037，China；2．AVICAviationPowerMachineryKesearchInstitute，ZhuzhouHunan412002，China；3．SchoolofJetPropulsi

4、on，BeihangUniversity，BeijiIlg100191，China)Abstract：Tomeetthechallengeofahishbypassratiofan／compressoroptimizationdesignOilnoisereduction，usingtheeircumferentially-averagedmethodandthemulti-blade一10Wcomputationaltechniques，theaelodynamicperformanceofthreetypeswithsweptbyp

5、assstatorat0。，22．5。and30。sweepangleweresimulatedat100％designrotationalspeed，andthedetailedresultswereanalyzedrespectivelyandcomparedwithresultsobtainedfrom3DnumericalsimulationsoftwareNUMECA．Theresultsshowthattheaxialsweepdegreewillmakethebladesurfacepressureofthestators

6、taticpressureincreaseintip，andthebladesurfacestaticpressuredistributionofrootbecomemoreuniform，thentheaerodynamicperformancemargineoffan／compressorbypassischangedalittle．Butlargersweepdegreewillincreasebladetipsurfaceload，decreasebypasssurgemargin，furthermoreitaffectsthe

7、aerodynamicperformanceofthefan]compressorbypass．Keywords：fan／compressor；byp鹊sstator,numericalsimulation；noisereduction；sweep；circumferentially-averaged0引言风扇／增压级是涡轮风扇压气机的主要核心部件，其性能优劣将直接影响整台发动机的工作性能【l】。因此，风扇／增压级设计一直是民用大涵道比涡轮风扇发动机的关键技术[2-3]。随着近年对飞机经济性和舒适性要求的提高，降噪成为大风扇／增压级设计

8、中的关键问题。而静子叶片“后掠”设计是1种极具吸引力的解决方法。试验表明㈣，对于转子内存在前缘激波和通道激波的风扇级，后掠静子能有效地减小激波噪声的强度，而对于转子内无激波出现的低转速风扇级，后掠静子也能改