[发明专利]一种导叶调节控制装置

摘要

本发明揭示了一种导叶调节控制装置，包括可变几何出口导叶及对应的数据采集与处理系统，所述出口导叶包括进口可调段、出口固定段，进口可调段尾缘、与出口固定段前缘之间存在一间隙；该间隙由两段光滑曲线组成，通过该间隙连通压力面和吸力面，利用压力面与吸力面之间的压差，将小部分气流经缝隙自凹面引入凸面，以便吹薄附面层，减小损失，增大气流转折角。本发明提出的导叶调节控制装置，通过数据采集于处理系统发出调节指令，步进调整出口导叶前部的安装角，避免在变工况下运行时，由于导叶进口冲角过大，造成流动分离或者堵塞，同时由于导叶后部保持不动，导叶转动对排气扩散段与燃烧室流动影响很小。

主权项

1.一种导叶调节控制装置，其特征在于：包括气缸、轮毂、动叶、静叶、进口导叶、可变几何出口导叶、导叶调节控制系统；气体流经进口导叶，在进口导叶出口给动叶预旋，随后在动叶、静叶中压缩成高压的气体，温度也随之升高；压缩空气在轮毂和气缸之间的通道内流动；动叶安装在轮毂上，静叶安装在气缸上，气流在动叶、静叶叶片以及轮毂和气缸之间的通道内流动，获得增压；高压气体从可变几何出口导叶流出后，经过排气扩散段进入燃烧室；所述可变几何出口导叶包括进口可调段、出口固定段，进口可调段尾缘、与出口固定段前缘之间存在一间隙；进口可调段为非对称叶型；进口可调段包括可调段吸力面、可调段前缘、可调段压力面、转轴、可调段尾缘；叶型的可调段压力面与可调段吸力面从可调段前缘到可调段尾缘连续的弯曲，使得流体在叶片通道中平稳的减速扩压，在冲角较小时，流体能够较好地贴合在叶型表面，为后面出口固定段提供一个较好速度分布的来流；将可调段尾缘设置成光滑曲线，增加进口可调段的调节范围和减小对后半段气流的影响；出口固定段也为非对称叶型；出口固定段包括固定段前缘、固定段压力面、固定段吸力面；将固定段前缘设置成光滑曲线，避免进口可调段来流对固定段前缘造成冲击；出口固定段叶型的固定段压力面与固定段吸力面从固定段前缘到固定段尾缘连续的弯曲，平滑地给气流以转折，出口固定段比进口可调段长且更为平直；在进口可调段尾缘处设置调节机构转轴；调节机构转轴与伺服器和调节机构连接，完成进口可调段姿态的调整；所述导叶调节控制系统包括依次连接的信号采集模块、信号处理中心、伺服器、调节机构；调节机构与可变几何出口导叶的进口可调段连接，调节进口可调段的角度；所述信号采集模块包括在可变几何出口导叶前缘叶中部位焊有的探针，探针沿周向均匀分布；探针测得的三维空间的气流速度场传输到信号处理中心，气流速度场包括流速的大小、流速的方向；在该信号处理中心完成流场数据的处理，并根据储存的可变几何出口导叶的叶型数据以及可变几何出口导叶的安装角信息，结合探针的校准曲线，计算出压气机叶中部分前缘处的冲角，若冲角小于阈值，则不进行调节，如果大于阈值，则向伺服器发出调节信号，由伺服器带动调节机构，调整可变几何出口导叶进口可调段的安装角；当探针测得的可变几何出口导叶前缘出现大的正冲角时，则可变几何出口导叶的进口可调段的安装角必须往远离轴向方向开大，以减小在前缘处的正冲角，防止发生流动分离甚至失速；根据探针测得压力信号，信号处理中心向伺服器发出调节指令，调节机构根据指令步进增大可变几何出口导叶的安装角；在调整完成以后，根据调整后的探针测得的进口导叶冲角值，如在阈值以内，则停止向伺服器发出调节指令，可变几何出口导叶的安装角调整完成；当探针测得的可变几何出口导叶前缘出现大的负冲角时，则可变几何出口导叶的进口可调段的安装角必须往靠近轴向方向关小，以减小在前缘处的负冲角，防止发生流动堵塞；根据探针测得压力信号，信号处理中心向伺服器发出调节指令，调节机构根据指令步进减小可变几何出口导叶的安装角；在调整完成以后，根据调整后的探针测得的进口导叶冲角值，如在阈值以内，则停止向伺服器发出调节指令，可变几何出口导叶的安装角调整完成。