[发明专利]考虑叶片安装角的轴流压气机尺寸计算方法

说明书

本发明涉及一种考虑叶片安装角的等内径轴流压气机尺寸计算方法，包括根据所述等内径轴流压气机的进口级截面参数，计算得到的进口级转子叶片的叶尖切线速度为U_Tin和进口级转子叶片的气流轴向速度U_zin组成速度三角形，根据所述速度三角形的三角函数关系，计算得到所述进口级转子叶片的安装角度a_in，进而得到进口级转子叶片轴向长度L_gin；同时，根据等内径轴流压气机的特性，得到出口级转子叶片轴向长度L_gout，从而得到等内径轴流压气机的预估总长度尺寸。本发明能够在进行航空发动机总体方案设计时，将叶片安装角的影响因素考率在内，快速准确的估算出轴流压气机的尺寸。

技术领域

本发明属于航空涡轮发动机领域，具体是一种考虑叶片安装角的轴流压气机尺寸计算方法。

背景技术

轴流压气机是航空涡轮发动机的关键部件，预估轴流压气机的尺寸，是航空发动机总体设计技术中的一个重要环节。现有的轴流压气机的尺寸预估计算方法，虽然考虑了轮毂比、展弦比等诸多的影响因素，但是在计算过程中仍然存在精度不够，计算误差较大等问题，该尺寸的不准确，给部件设计人员进行详细设计时带来了诸多不便。

发明内容

本发明的目的在于避免现有技术的不足提供一种采用叶片安装角的影响因素，提高了轴流压气机的计算精度，缩短设计迭代周期，提高了设计效率的考虑叶片安装角的轴流压气机尺寸计算方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为一种考虑叶片安装角的等内径轴流压气机尺寸计算方法，包括以下步骤：

步骤一、根据所述等内径轴流压气机的进口级截面参数，计算得到所述等内径轴流压气机的进口级转子叶片的外径D_Tin和进口级转子叶片的弦长C_Bin；再根据所述轴流压气机的第一级压比Pr₁与进口级转子叶片叶尖切线速度的拟合关系，得到进口级转子叶片的叶尖切线速度为U_Tin和进口级转子叶片的气流轴向速度U_Zin；

步骤二、由所述步骤一得到的所述进口级转子叶片的叶尖切线速度为U_Tin和进口级转子叶片的气流轴向速度U_Zin组成速度三角形，根据所述速度三角形的三角函数关系，计算得到所述进口级转子叶片的安装角度a_in，所述的安装角度a_in为在叶片旋转方向上的进口级转子叶片弦长C_Bin与进口级转子叶片轴向长度L_gin的夹角；

步骤三、根据步骤二所述的三角函数关系，由步骤一得到的进口级转子叶片的弦长C_Bin和步骤二得到所述进口级转子叶片的安装角度a_in，得到进口级动转子叶片轴向长度La_in，由于，所述的转子叶片轴向长度包括动叶、静叶以及动叶、静叶之间的间隙，则介入转子叶片轴向长度因子L_r，得到所述进口级转子叶片轴向长度L_gin为：

L_gin＝L_ain×L_r；

即得到进口级转子叶片轴向长度L_gin；

步骤四、根据等内径轴流压气机的特性，可知进口级转子叶片内径D_Hin与出口级转子叶片内径D_Hout相等，则根据步骤一至步骤三计算得到出口级转子叶片轴向长度L_gout和出口级转子叶片外径D_Tout；

步骤五、根据公式：

L＝(L_gin+L_gout)×N_Z/2