[發明專利]壓氣機轉子葉片及其設計方法

有效

• 申請號: 202011543456.4
• 申請日: 2020-12-24
• 公開（公告）號: CN112283162B
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 劉天一;姜逸軒;張曉詩;吳帆;翟志龍;曹傳軍;李游
• 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：

所述葉尖小翼分別設置在所述葉片本體吸力面以及壓力面的葉頂處，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，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小于5％的所述葉片本體的弦長，所述葉尖小翼的終點位于所述第一重心與所述葉片本體尾緣之間；

其中，所述第一重心連線成為所述葉片本體的積疊軸，在所述轉子葉片的子午視圖中，所述積疊軸呈直線或曲線狀，并自所述葉片本體葉根處至所述葉頂處朝向所述尾緣傾斜或凸起；

其中，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；

其中，所述葉尖小翼的寬度為在葉型截面中，從葉尖小翼邊緣的任意一點朝向對應該葉型截面的中弧線作垂線，該垂線與葉片本體的輪廓之間的交點與該點的距離為對應該點處的葉尖小翼的寬度；所述弦向位置為在葉型截面中，從葉尖小翼邊緣的任意一點朝向對應該葉型截面的中弧線作垂線，并在弧線上所得到的垂足，該垂足處到前緣處的距離除以弦長即為葉尖小翼上的該點的弦向位置。

2.如權利要求1所述的壓氣機轉子葉片，其特征在于，在所述子午視圖中，所述積疊軸呈曲線狀，并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，所述積疊軸中具有相比所述基準軸更加靠近所述尾緣的第一部分，以及相比所述基準軸更加靠近所述前緣的第二部分，所述第一部分與所述基準軸圍出的面積總和大于所述第二部分與所述基準軸圍出的面積總和。

3.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處的前緣金屬角與對應所述葉片本體的尾緣處的尾緣金屬角之間具有第一差值，對應兩側葉尖小翼聯合起點的起始金屬角與對應兩側葉尖小翼聯合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40%大；

其中，對應某一點的所述金屬角為葉型截面中弧線上對應該點的切線方向與軸向之間形成的小于90度的夾角，所述軸向為壓氣機轉子葉片安裝后所在軸流式壓氣機的軸線方向，所述聯合起點為葉片吸力面以及壓力面處葉尖小翼的起點之間連線與葉身本體中弧線之間的交點，所述聯合終點為葉片吸力面以及壓力面處葉尖小翼的終點之間連線與葉身本體中弧線之間的交點。

4.如權利要求3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60%大。

5.如權利要求1所述的壓氣機轉子葉片，其特征在于，所述葉尖小翼的起點與所述葉片本體前緣之間的距離小于2％的所述葉片本體的弦長。

6.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。

7.如權利要求1所述的壓氣機轉子葉片，其特征在于，在同一弦向位置，設置在所述葉片本體的吸力面的所述葉尖小翼的寬度是設置在所述葉片本體的壓力面的所述葉尖小翼的寬度的0至1倍。

8.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0.25至1.5倍。