[發明專利]壓氣機轉子葉片及其設計方法

有效

• 申請號: 202011543446.0
• 申請日: 2020-12-24
• 公開（公告）號: CN112283160B
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 劉天一;郭玲;劉儒駿;曹傳軍;李游;陸曉鋒;王家廣
• 申請（專利權）人: 中國航發上海商用航空發動機制造有限責任公司;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
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 喻學兵

1.一種壓氣機轉子葉片，包括葉片本體以及設置于所述葉片本體上的葉尖小翼，其特征在于：

所述葉尖小翼設置在所述葉片本體壓力面的葉頂處，在所述葉頂的表面處的葉型截面中，所述葉尖小翼的起點與所述葉片本體前緣之間的距離大于10％的所述葉片本體的弦長，所述葉尖小翼的終點與所述葉片本體尾緣之間的距離大于10％的所述葉片本體的弦長；

在每一葉型截面中，對于未加裝所述葉尖小翼的所述葉片本體具有第一重心，所述第一重心連線成為所述葉片本體的積疊軸，所述積疊軸具有位于所述葉片本體葉頂處的積疊軸起點以及位于所述葉片本體葉根處的積疊軸終點，自所述積疊軸終點沿垂直水平方向延伸有基準軸；

其中，所述葉尖小翼具有第二重心，在所述轉子葉片的子午視圖中，所述第二重心與所述積疊軸分別位于所述基準軸的兩側，所述轉子葉片的最大厚度小于1.2mm。

2.如權利要求1所述的壓氣機轉子葉片，其特征在于，對應所述葉片本體的前緣點的前緣金屬角與對應所述葉片主體的尾緣點的尾緣金屬角之間具有第一差值，對應葉尖小翼引申起點的起始金屬角與對應葉尖小翼引申終點的終止金屬角之間具有第二差值，所述第一差值比所述第二差值的50%大。

3.如權利要求2所述的壓氣機轉子葉片，其特征在于，所述第一差值比所述第二差值的70%大。

4.如權利要求1或3所述的壓氣機轉子葉片，其特征在于，所述葉尖小翼的起點與所述葉片本體前緣之間的距離大于20％的所述葉片本體的弦長，所述葉尖小翼與所述葉片本體尾緣之間的距離大于20％的所述葉片本體的弦長。

5.如權利要求1所述的壓氣機轉子葉片，其特征在于，所述葉尖小翼的寬度具有自所述起點至所述終點呈先增大后減小平滑變化趨勢。

6.如權利要求1所述的壓氣機轉子葉片，其特征在于，對于每一所述葉尖小翼，所述葉尖小翼的最大寬度為對應該最大寬度處同一弦向位置的所述葉片本體厚度的1至3倍。

7.如權利要求1所述的壓氣機轉子葉片，其特征在于，對于每一葉尖小翼，所述起點的弦向位置是C0，所述終點的弦向位置是C1，該葉尖小翼的寬度最大的部位的弦向位置是Cm，則有：

0.8*(C0+C1)/2＜Cm1.2*(C0+C1)/2。

8.如權利要求1所述的壓氣機轉子葉片，其特征在于，加裝所述葉尖小翼后的所述轉子葉片整體具有第三重心，所述第一重心與所述第三重心的連線垂直于所述葉片本體的弦向。

9.如權利要求1所述的壓氣機轉子葉片，其特征在于，所述葉尖小翼與所述葉片本體之間采用倒圓過渡連接。

10.一種壓氣機轉子葉片的設計方法，其特征在于，

提供初始葉片模型，在每一葉型截面中，所述初始葉片模型具有第一重心，所述第一重心連線成為所述葉片本體的積疊軸，所述積疊軸具有位于所述葉片本體葉頂處的起點以及位于所述葉片本體葉根處的終點，自所述終點沿垂直水平方向延伸有基準軸；

在所述初始葉片模型的吸力面和壓力面分別設計葉尖小翼的位置，包括：

設計所述葉尖小翼的起點與所述葉片本體前緣之間的距離大于10％的所述葉片本體的弦長，所述葉尖小翼與所述葉片本體尾緣之間的距離大于10％的所述葉片本體的弦長；

所述葉尖小翼具有第二重心，在所述轉子葉片的子午視圖中，設計所述第二重心與所述積疊軸分別位于所述基準軸的兩側；

設計所述轉子葉片的最大厚度小于1.2mm。