[發明專利]一種風扇葉片、壓氣機及航空發動機

有效

• 申請號: 201810007222.4
• 申請日: 2018-01-04
• 公開（公告）號: CN110005640B
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 戴磊;羌曉青
• 申請（專利權）人: 中國航發商用航空發動機有限責任公司
• 主分類號: F04D29/38
• 分類號: F04D29/38;F04D27/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 張靖靖

本發明涉及一種風扇葉片、壓氣機及航空發動機，其中風扇葉片包括葉片本體(1)，所述葉片本體(1)采用非金屬材料制成或者采用金屬與非金屬混合的材料制成，所述葉片本體(1)的前緣的外表面包裹有記憶合金包邊(2)，所述記憶合金包邊(2)能夠發生變形，以使所述風扇葉片的前緣的幾何進口角發生改變。本發明風扇葉片實施例中在采用非金屬材料或金屬與非金屬混合材料制成的葉片本體的前緣外表面包裹記憶合金包邊，通過記憶合金包邊的變形，可以改變風扇葉片前緣的幾何進口角，進而改變氣流進入葉柵通道時的攻角，盡可能地減少氣流分離，降低氣動損失，提高壓氣機性能。

技術領域

本發明涉及航空發動機技術領域，尤其涉及一種風扇葉片、壓氣機及航空發動機。

背景技術

在現代航空發動機設計時要求壓氣機具有高壓比和高效率的特點，壓氣機每一級都由動葉和靜葉構成，其主要作用是通過高速旋轉的動葉壓縮空氣做功，使空氣獲得動能和壓力能，被壓縮的空氣進入靜葉通道中會進一步將所獲得的動能轉化為壓力能，并以合適的角度流入下一級動葉，這樣就可以通過逐級提高空氣壓力的方式從而最終獲得高增壓比。然而，壓比的提高伴隨著壓氣機葉片氣動負荷的增加，與此同時壓氣機的損失也會相應增大，若不對損失加以控制，這樣反而會大幅降低壓氣機的性能，甚至會造成十分嚴重的后果。

當壓氣機在設計工況下工作時，空氣會以合適的角度進入到每一排葉片中完成增壓過程，此時攻角較小，從攻角特性來看，總壓損失也較小。然而，當壓氣機在非設計點工況下工作時，壓氣機流量減小，氣流進入葉柵通道的攻角就會增大，當攻角增大到一定程度后，氣流會在葉背處發生分離，損失大幅增大，壓氣機的性能明顯降低。

目前主要通過對壓氣機葉片進行優化設計的方法來提高葉片性能，降低損失，如中國專利文獻CN106021681A，公開日為2016年10月12日，公開了一種壓氣機葉型優化方法及裝置，通過改變壓氣機前緣點到前緣與葉身相接點的葉型厚度分布函數，重新疊加在中弧線上，從若干種方案中進行優選，從而改善葉型的攻角損失特性。然而這只能在一定程度上，相較原始設計略微降低了攻角增大引起的損失，并沒有在根本上解決大攻角下葉背處氣流分離的問題。當攻角進一步增大時，相應總壓損失增加更快的這一趨勢沒有得到解決。

需要說明的是，公開于本發明背景技術部分的信息僅僅旨在增加對本發明的總體背景的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域技術人員所公知的現有技術。

發明內容

本發明的目的是提出一種風扇葉片、壓氣機及航空發動機，以解決現有技術中的風扇葉片在非設計工況下氣流攻角增大，氣動損失增大的問題。

為實現上述目的，本發明提供了一種風扇葉片，包括葉片本體，葉片本體采用非金屬材料制成或者采用金屬與非金屬混合的材料制成，葉片本體的前緣的外表面包裹有記憶合金包邊，記憶合金包邊能夠發生變形，以使風扇葉片的前緣的幾何進口角發生改變。

進一步地，在葉型表面上，記憶合金包邊在前緣的壓力面上延伸的長度比在前緣的吸力面上延伸的長度大。

進一步地，記憶合金包邊的厚度分布被配置為能夠使包裹記憶合金包邊后的風扇葉片的外輪廓滿足氣動需求。

進一步地，記憶合金包邊沿葉片本體的葉尖延伸到葉根。

為實現上述目的，本發明還提供了一種壓氣機，包括上述的風扇葉片。

進一步地，壓氣機還包括溫度調節裝置，溫度調節裝置用于調節風扇葉片的葉片本體上的記憶合金包邊的溫度。

進一步地，溫度調節裝置設置在葉片本體的內部或者外表面。

為實現上述目的，本發明還提供了一種航空發動機，包括上述的壓氣機。

進一步地，航空發動機還包括用于控制壓氣機中溫度調節裝置打開或關閉的控制開關。