本實用新型涉及航空發(fā)動機的多級壓氣機試驗結(jié)構(gòu)以及可調(diào)導流靜葉。

背景技術(shù)：

航空發(fā)動機多級壓氣機各級參數(shù)匹配是氣動設計的重點和難點，在葉片幾何和流道幾何已經(jīng)固定且在一定的來流條件時，各級壓氣機具有唯一的通用換算流量-壓比-效率特性。多級壓氣機前面級為后面級提供了入口邊界條件，在匹配良好的情況下，各級葉片工作在設計狀態(tài)，流量、壓比、效率等特性參數(shù)正常。如果匹配出現(xiàn)問題，如前面級偏離工作點，流量減小，那么下游葉排就工作在偏大攻角下，葉片特性向喘點移動，這種偏離現(xiàn)象在向下游發(fā)展時愈來愈嚴重，會導致后面級發(fā)生較大的葉背分離，從而導致整臺壓氣機流量驟降，發(fā)生嚴重的喘振現(xiàn)象。

在多級高壓壓氣機試驗過程中，為了解決前面級性能匹配問題單獨做帶可調(diào)導葉的前面級性能試驗。隨著前面級高負荷壓氣機設計水平的提高，多級壓氣機失速通常發(fā)生在后面級，后面級的裕度對壓氣機整機的裕度有著決定性的影響，因此為了保證后面級的高裕度，需要單獨做后面級性能試驗或后面級的低速模擬試驗。當前面級和后面級試驗均滿足要求后再做壓氣機整機性能試驗，但一般由于前面級和后面級的匹配問題，會做至少三輪以上整機性能試驗才能達到要求。這樣往往在增加試驗件本身結(jié)構(gòu)復雜性(至少五套試驗件)的同時，還會成倍地延長試驗周期。作為工程應用時設計難度和成本增加，可靠性問題突出。

多級壓氣機設計除了重點關(guān)注的設計點性能和匹配，還要兼顧非設計點性能，滿足一定的裕度和效率要求。中低轉(zhuǎn)速裕度不滿足要求時，通常只能采用增加中間放氣量降低共同工作線的方式來提高裕度，從而導致中低轉(zhuǎn)速推力偏低，未能從本質(zhì)上改善后面級性能。另一方面，單純的端壁放氣會進一步加強端壁虧損，減少后面級端壁做功能力，從而影響多級壓氣機整機裕度的提升。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種航空發(fā)動機多級壓氣機試驗結(jié)構(gòu)及其可調(diào)導流靜葉，以降低前后級壓氣機之間匹配的試驗難度。

為實現(xiàn)所述目的的航空發(fā)動機多級壓氣機試驗結(jié)構(gòu)，其特點是包括設置在前級壓氣機和后級壓氣機之間的呈環(huán)形布置的多個可調(diào)導流靜葉，所述可調(diào)導流靜葉安裝在航空發(fā)動機的外機匣和內(nèi)機匣之間。

所述的航空發(fā)動機多級壓氣機試驗結(jié)構(gòu)的進一步特點是，所述可調(diào)導流靜葉具有多個氣流通道，所述多個氣流通道的一部分的入口分布在所述可調(diào)導流靜葉的上半身，另一部分的入口分布在所述可調(diào)導流靜葉的下半身，所述氣流通道的出口與外機匣的引氣系統(tǒng)的引氣管相連。

所述的航空發(fā)動機多級壓氣機試驗結(jié)構(gòu)的進一步特點是，所述可調(diào)導流靜葉在鄰接所述外機匣的一端具有兩個分隔的集氣腔，所述多個氣流通道的所述一部分的出口與兩個所述集氣腔的一個相通，所述多個氣流通道的所述另一部分的出口與兩個所述集氣腔的另一個相通，兩個所述集氣腔與兩個所述引氣管分別相通。

所述的航空發(fā)動機多級壓氣機試驗結(jié)構(gòu)的進一步特點是，所述可調(diào)導流靜葉的軸向中弧線金屬彎角為0度。

所述的航空發(fā)動機多級壓氣機試驗結(jié)構(gòu)的進一步特點是，所述可調(diào)導流靜葉包括外軸頸和內(nèi)軸頸，所述外軸頸用于接收旋轉(zhuǎn)力矩，所述內(nèi)軸頸用于將所述可調(diào)導流靜葉定位于所述內(nèi)機匣。

為實現(xiàn)所述目的的可調(diào)導流靜葉，其特點是用于設置在前級壓氣機和后級壓氣機之間，包括多個氣流通道，所述多個氣流通道的一部分的入口分布在所述可調(diào)導流靜葉的上半身，另一部分的入口分布在所述可調(diào)導流靜葉的下半身，所述氣流通道的出口用于與外機匣的引氣系統(tǒng)的引氣管相連。

所述的可調(diào)導流靜葉的進一步特點是所述可調(diào)導流靜葉在鄰接所述外機匣的一端具有兩個分隔的集氣腔，所述多個氣流通道的所述一部分的出口與兩個所述集氣腔的一個相通，所述多個氣流通道的所述另一部分的出口與兩個所述集氣腔的另一個相通，兩個所述集氣腔用于與兩個所述引氣管分別相通。

所述的可調(diào)導流靜葉的進一步特點是所述可調(diào)導流靜葉包括外軸頸和內(nèi)軸頸，所述外軸頸用于接收旋轉(zhuǎn)力矩，所述內(nèi)軸頸用于將所述可調(diào)導流靜葉定位于所述內(nèi)機匣。所述外軸頸提供所述引氣管。

所述的可調(diào)導流靜葉的進一步特點是所述可調(diào)導流靜葉的軸向中弧線金屬彎角為0度。

本實用新型的有益效果是：

通過對可調(diào)導流靜葉的合理利用來尋找最優(yōu)的后級壓氣機進口條件，明確指出壓氣機各級葉片優(yōu)化的具體方向，雖然稍稍增加了壓氣機整機試驗件本身的結(jié)構(gòu)復雜性，但不必單獨進行前面級和后面級的性能試驗，因此降低了前后級壓氣機之間匹配的試驗難度。

附圖說明

本實用新型的上述的以及其他的特征、性質(zhì)和優(yōu)勢將通過下面結(jié)合附圖和實施例的描述而變得更加明顯，其中：

圖1為航空發(fā)動機多級壓氣機試驗結(jié)構(gòu)的示意圖。

圖2為該航空發(fā)動機多級壓氣機試驗結(jié)構(gòu)中可調(diào)導流靜葉的縱向剖面示意圖。

圖3為圖2中局部放大視圖。

圖4為該可調(diào)導流靜葉的橫向剖面示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例和附圖對本實用新型作進一步說明，在以下的描述中闡述了更多的細節(jié)以便于充分理解本實用新型，但是本實用新型顯然能夠以多種不同于此描述的其它方式來實施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本實用新型內(nèi)涵的情況下根據(jù)實際應用情況作類似推廣、演繹，因此不應以此具體實施例的內(nèi)容限制本實用新型的保護范圍。

需要注意的是，附圖均僅作為示例，其并非是按照等比例的條件繪制的，并且不應該以此作為對本實用新型實際要求的保護范圍構(gòu)成限制。

在圖1中，前級壓氣機和后級壓氣機示意性地顯示出來，前級壓氣機和后級壓氣機安裝在內(nèi)機匣3和外機匣2之間，根據(jù)本實用新型的航空發(fā)動機多級壓氣機試驗結(jié)構(gòu)包括設置在前級壓氣機和后級壓氣機之間的呈環(huán)形布置的多個可調(diào)導流靜葉11，可調(diào)導流靜葉11安裝在航空發(fā)動機的外機匣2和內(nèi)機匣3之間?？烧{(diào)導流靜葉11的角度可以自動或者人工調(diào)節(jié)?？烧{(diào)導流靜葉11的驅(qū)動機構(gòu)沒有在圖中顯示，其可以是伺服電機，人工控制可以是通過人機交互界面修改轉(zhuǎn)動角度參數(shù)的方式來實現(xiàn)。可調(diào)導流靜葉11可以調(diào)節(jié)前級壓氣機的輸出的氣流方向，或者說調(diào)節(jié)后級壓氣機的輸入邊界條件，從而通過對可調(diào)導流靜葉11的導流角度的調(diào)整可以尋找最優(yōu)的后級壓氣機進口條件，從而不必調(diào)整后級壓氣機或者前級壓氣機，減少試驗次數(shù)，降低試驗難度。

如圖2至圖4所示，可調(diào)導流靜葉具有多個氣流通道110、112、114、111、113、115，多個氣流通道110、112、114、111、113、115的一部分110、112、114的入口分布在可調(diào)導流靜葉11的上半身，另一部分111、113、115的入口分布在可調(diào)導流靜葉11的下半身，各個氣流通道110、112、114、111、113、115的出口與外機匣2的引氣系統(tǒng)(圖中未示出)的引氣管相連，引氣管可以是圖3中示意性地顯示的引氣管21、22。如果僅關(guān)注到多個氣流通道110、112、114、111、113、115的入口，多個氣流通道110、112、114、111、113、115沿可調(diào)導流靜葉11的高度方向或者徑向方向分布，比較好的方式是均勻分布，這樣可以在達到放氣要求的同時，印制了氣流的徑向流動。多個氣流通道110、112、114、111、113、115可以將超壓的氣流引導到外機匣2外。

如圖3所示，可調(diào)導流靜葉11在鄰接外機匣2的一端具有兩個分隔的集氣腔31、32，氣流通道110、112、114的出口與集氣腔31相通，氣流通道111、113、115的出口與集氣腔32相通，兩個集氣腔31、32與兩個引氣管21、22分別相通。多個氣流通道的個數(shù)可以不限于是如圖所示的六個，個數(shù)可以減少或增加。其出口與兩個分隔的集氣腔31、32分別相通，從而在整體上保持了從進口到出口為兩個單獨的流路，有利于外機匣2、內(nèi)機匣3引氣量的分配工作。

如圖4所示，可調(diào)導流靜葉11最好是設置成不做功或者少做功的翼型，其軸向中弧線金屬彎角可以為0度，除了如圖4所示的翼型外，還可以是其他翼型，例如端部11B變得鈍一些，接近端部11A。如圖所示的各個氣流通道110、112、114、111、113、115在可調(diào)導流靜葉11的分布在圖4中表達得更準確一些，圖2、圖3中是為了清楚顯示的目的，將各個氣流通道110、112、114、111、113、115中的兩部分之間的距離靠的近一些。

可調(diào)導流靜葉11在外機匣2和內(nèi)機匣3之間的安裝可以是多種方式。如圖1和圖2所示，可調(diào)導流靜葉11在包括外軸頸12和內(nèi)軸頸13，外軸頸12用于接收旋轉(zhuǎn)力矩，內(nèi)軸頸13用于將可調(diào)導流靜葉11定位于內(nèi)機匣3。除此之外，還可以進行更多細節(jié)上的設置，例如內(nèi)軸頸13和內(nèi)機匣3之間設置密封件，在外機匣2和外軸頸12之間設置軸承或者機械密封件等等。外軸頸12可以起到支撐可調(diào)導流靜葉11的作用，將可調(diào)導流靜葉11懸置在外機匣2上，內(nèi)軸頸僅起到定位或固定的作用。

根據(jù)前述實施例，通過對可調(diào)導流靜葉11的合理利用來尋找最優(yōu)的后級壓氣機的進口條件，明確指出壓氣機各級葉片優(yōu)化的具體方向，雖然稍稍增加了壓氣機整機試驗件本身的結(jié)構(gòu)復雜性，但不必單獨進行前級壓氣機和后級壓氣機的性能試驗。并且，在沿葉片展向近尾部區(qū)域上布置氣流通道的進入口孔時，放置在不同的軸向位置上，一方面可以消除展向上的流動不均勻情況，另一方面可以改善近端壁流動情況。同時由于可以控制并尋找最優(yōu)的后面級進口條件，至少可以減少兩輪試驗件試驗。

本實用新型雖然以較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定本實用新型，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本實用新型的精神和范圍內(nèi)，都可以做出可能的變動和修改。因此，凡是未脫離本實用新型技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何修改、等同變化及修飾，均落入本實用新型權(quán)利要求所界定的保護范圍之內(nèi)。