弯曲叶片静子对核心机驱动风扇级的影响研究.pdf

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1、第4期机械设计与制造2016年4月MachineryDesign&Manufacture9弯曲叶片静子对核心机驱动风扇级的影响研究赖安卿，付尧明，陈淑仙(中国民用航空飞行学院航空工程学院，四川广汉618307)摘要：针对核心机驱动风扇级气动设计问题，采用定常数值模拟方法，对某核心机驱动风扇级进行建模，分另q采用直叶片静子和弯曲叶片静子在级环境中进行三维仿真，对比分析了单外涵模式和双外涵模式下分别采用直叶片静子和弯曲叶片静子的气动参数和流场，并揭示了不同模式下静子的气动参数特点，结果表明，正弯曲叶片适用于核心机驱动风扇级。其能够改变静子载荷的径向分布，削弱根部的气流分离，减少了气动损失，提高了

2、效率，且对两种工作模式均有效；单外涵模式静子宜采用偏负攻角设计。关键词：核心机驱动风扇级。i静子；弯曲叶片；数值模拟中图分类号：TH16；TH45文献标识码：A文章编号：1001—3997(2016)04—0009-04CoreDrivenFanStageStudyontheEfectofBowedStatorsVanesIAIAn-qing，FUYao-ming，CHENShu—xian(AviationEngineeringInstitute，CivilAviationFlightUniversityofChina，SichuanGuanghan618307，China)Abstract

3、：hpresentsthe,teadrnumericalstudiesOntheaerodynamicdesignofcoredKvenfanstage．Straight口，lestatorandbowedn，lestatorweresimulatedandanalyzedatsing~bypassmodeanddoublebypassmode．The3tatoraerodynamicparametersoudflowcharacteristicsofdiferentmodewerealsoanalyzed．Theresultsshowthat，thecorednvenfanstagehad

4、abetterpeOCommncewithpositivebowedstator；theboweda，COltchangetheradialloadofthestatorandeliminatethetT~,wseparationatthestatorroottothebothmode，50itreducedtheaerodynamiclossesandincreasestheeficiency；statorshouldbedesignedatnegativeattack硼,ingebypassmode．KeyWords：CoreDrivenFanStage；SUitor；BowedVane

5、；NumericSimulation计指标的要求，这无疑会增加变循环发动机的调节机构。1引言随着对压气机流场结构的认识不断深入，压气机叶片的三结合未来航空的需求，变循环发动机是发展趋势，其能够同维气动设计引发了学者们的广泛研究。文献财弯曲静子叶片时拥有较好的亚声速和超声速性能，最大限度的满足飞行过程中开展了数值模拟和实验研究。目前，弯曲叶片已经在工程中得以应对发动机的要求。经过GE公司数年的研究，带有核心机驱动风用，美国普惠公司设计研制的Pw6o0o、PW4084、F119发动栅，扇级(CoPDrivenFanStage，简称CDFS)的变循环发动机表现出美国GE公司设计研制的F110-GE

6、一132发动机以及RR公司和巨大的潜力【l】。MTU等联合研制的V2500发动机均采用了叶片弯曲设计，使压所谓核心机驱动风扇级，就是由高压涡轮驱动的风扇，与常气机中损失减小，提高了发动机性能。可见，压气机三维气动设计规风扇，压气机相比，其存在两种不同的工作模式：单外涵模式和是提高压气机性能的有效途径。双外涵模式，其工作原理在文商中已有详细描述。结合压气机三维气动设计技术，将弯曲叶片静子应用于国外对CDFS的研究始于GE公司1979年对YJ101发动机CDFS设计中，该研究在国内具有开创性，解决CDFS模式转换静的改造四。1990年9月，带有CDFS的双涵道变循环发动机F120子负荷变化大，设

7、计难度较大的问题，通过对比分析不同模式下已经成功完成了飞行验证，但是国外鲜有关于CDFS具体设计的直叶片和弯曲叶片的气动参数特点，为CDFS的优化设计提供参资料。考，为变循环发动机的研究积累宝贵经验。从国内公开发表的文献来看，国内对变循环发动机的研究起步较晚，进入二十一世纪，相关高校才有一些文献公开发表。文2研究对象献、文献同、文献嘟是对CDFS建模，进行性能分析或者模式转选取某核心机驱动风扇级作为研究对象，