CN113958537B - 压气机和航空发动机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种压气机和航空发动机,其中压气机包括静子叶片、转子叶片、机匣和引气通道,转子叶片与静子叶片相邻布置,且静子叶片和转子叶片之间具有预设距离以形成气流通道,机匣设置于静子叶片和转子叶片的径向外侧,引气通道与气流通道连通且自气流通道向靠近机匣的方向延伸,其中,第一直线与压气机的轴线之间的夹角为锐角,第一直线为第一中点和第二中点之间的连线,第一中点为转子叶片在其叶尖处的第一叶型截面上第一前缘点和第一尾缘点之间连线的中点,第二中点为转子叶片在其叶根处的第二叶型截面上第二前缘点和第二尾缘点之间连线的中点,转子叶片的弦长自其根部向尖部单调减小,而且转子叶片的弦长沿叶高方向的变化率为变量。
Description
技术领域
本发明涉及航空发动机技术领域,尤其涉及一种压气机和航空发动机。
背景技术
轴流压气机是一种气流流动方向与工作轮旋转轴心线方向一致或近乎一致的多级压缩设备,由根尖流道及一系列静子-转子叶片相应交替排列构成,常用于航空发动机或燃气轮机,如图1所示,相邻的静子叶片1a和转子叶片2a的组合被称为一级。压气机进口的第一排静叶片为其下游相邻的第一排转子叶片提供带切向分速度的迎面来流,一般做成角度可调节的形式。
在燃气轮机和航空发动机的轴流压气机中,一般会从压气机中间某处抽出一部分气体,用于满足涡轮冷却、轴承封严等需要。通常的实施方案是,在某一级静叶后的机匣或轮毂侧,通过打孔等方式开出引气通道,将主流区的气体引出。
如图2所示,在静子叶片1b和转子叶片2b之间的机匣侧开设了引气通道3b,为了给引气通道3b留出空间,需要增大引气口前后方叶片之间的轴向距离。如图1和图2所示,开设引气通道3b后,静子叶片1b和转子叶片2b之间的轴向距离明显大于静子叶片1a和转子叶片2a之间的轴向距离。
由于机匣侧引气可以抽吸掉上游的附面层,因此若引气口处形状设计较好,引气口下游的动叶的叶尖部位的前方来流的速度和压力将是较高的,而且附面层很薄,使得动叶叶尖相对于未开设引气口的方案来说是有更强的做功潜力。但是,动叶叶尖以下的部分,则没有这样的优势,其做功潜力与未开设引气口的方案并无区别,动叶整体的做功潜力无法满足需求,而且还会造成动叶径向压力分布不均,产生更强的二次流,反而增大损失。
需要说明的是,公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解,而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明实施例提供一种压气机和航空发动机,解决相关技术中的转子叶片整体的做功潜力无法满足需求的问题。
根据本发明的一个方面,提供一种压气机,包括:
静子叶片;
转子叶片,与静子叶片相邻布置,且静子叶片和转子叶片之间具有预设距离以形成气流通道;
机匣,设置于静子叶片和转子叶片的径向外侧;和
引气通道,与气流通道连通且自气流通道向靠近机匣的方向延伸;
其中,第一直线与压气机的轴线之间的夹角为锐角,第一直线为第一中点和第二中点之间的连线,第一中点为转子叶片在其叶尖处的第一叶型截面上第一前缘点和第一尾缘点之间连线的中点,第二中点为转子叶片在其叶根处的第二叶型截面上第二前缘点和第二尾缘点之间连线的中点,转子叶片的弦长自其根部向尖部单调减小,而且转子叶片的弦长沿叶高方向的变化率为变量。
在一些实施例中,转子叶片包括第一部分和沿叶高方向位于第一部分上方的第二部分,第一部分的弦长沿叶高方向的变化率为从小到大,第二部分的弦长沿叶高方向的变化率为从大到小。
在一些实施例中,转子叶片在其叶尖处的叶型截面具有第一弦长,转子叶片在其叶根处的叶型截面具有第二弦长,第一弦长比第二弦长大X1%,X1%的取值范围为5%~10%。
在一些实施例中,转子叶片在子午面上的投影具有第一前缘线,第一前缘点和第二前缘点之间的连线为第二直线,在靠近转子叶片的叶尖处,第一前缘线位于第二直线的下游;在靠近转子叶片的叶根处,第一前缘线位于第二直线的上游。
在一些实施例中,转子叶片在子午面上的投影具有第一前缘线,第一前缘点和第二前缘点之间的连线为第二直线,第一前缘线和第二直线在第一叶型截面和第二叶型截面之间具有唯一交点。
在一些实施例中,最大拱度的弦向位置Cmax为第一距离与预设叶型的弦线长度的比值,第一距离为从预设叶型的中弧线上相对于弦线最远的位置向预设叶型的弦线作垂线所得的垂足与预设叶型的前缘点之间的距离,第一叶型截面的最大拱度的弦向位置C1max满足:C1max>X2,X2的取值范围为0.5~0.55;第二叶型截面的最大拱度的弦向位置C1max满足:C1max<X3,X3的取值范围为0.4~0.45。
在一些实施例中,最大厚度的弦向位置Bmax为第二距离与预设叶型的弦线长度的比值,第二距离为从预设叶型轮廓内切圆半径最大的位置向预设叶型的弦线作垂线所得的垂足与预设叶型的前缘点之间的距离,第一叶型截面的最大厚度的弦向位置B1max满足:B1max<X4,X4的取值范围为0.4~0.45;第二叶型截面的最大厚度的弦向位置B1max满足:B1max>X5,X5的取值范围为0.5~0.55。
在一些实施例中,厚度Tmax为预设叶型的内切圆的最大直径大小,第一位置E1为从预设叶型的中弧线上相对于弦线最远的位置向预设叶型的弦线作垂线所得的垂足与预设叶型的前缘点之间连线的中点,在第一叶型截面上,第一位置E1的厚度TE1满足:TE1>Tmax*X6,X6的取值范围为0.7~0.8;在第二叶型截面上,第一位置E1的厚度TE1满足:TE1<Tmax*X7,X7的取值范围为0.6~0.7。
在一些实施例中,厚度Tmax为预设叶型的内切圆的最大直径大小,第二位置E2为从预设叶型的中弧线上相对于弦线最远的位置向预设叶型的弦线作垂线所得的垂足与预设叶型的尾缘点之间连线的中点,在第一叶型截面上,第二位置E2的厚度TE2满足:TE2<Tmax*X8,X8的取值范围为0.6~0.7;在第二叶型截面上,第二位置E2的厚度TE2满足:TE2>Tmax*X9,X9的取值范围为0.6~0.7。
在一些实施例中,最大厚度的弦向位置Bmax为第二距离与预设叶型的弦线长度的比值,第二距离为从预设叶型轮廓内切圆半径最大的位置向预设叶型的弦线作垂线所得的垂足与预设叶型的前缘点之间的距离,厚度Tmax为预设叶型的内切圆的最大直径大小,第一位置E1为从预设叶型的中弧线上相对于弦线最远的位置向预设叶型的弦线作垂线所得的垂足与预设叶型的前缘点之间连线的中点,第二位置E2为从预设叶型的中弧线上相对于弦线最远的位置向预设叶型的弦线作垂线所得的垂足与预设叶型的尾缘点之间连线的中点,在X10%叶高以上的叶型截面上,最大厚度的弦向位置Bmax、第一位置E1的厚度TE1与厚度Tmax的比值以及第二位置E2厚度TE2与厚度Tmax的比值大小均相等;在X10%叶高以下的叶型截面上,最大厚度的弦向位置Bmax、第一位置E1的厚度TE1与厚度Tmax的比值、第二位置E2厚度TE2与厚度Tmax的比值大小分别平滑过渡至叶根位置的大小,且平滑过渡段的数值相对于转子叶片的叶高的导数连续,其中,X10%的取值范围为15%~25%。
根据本发明的另一个方面,提供一种航空发动机,包括上述的压气机。
基于上述技术方案,本发明实施例中的转子叶片的第一直线与压气机的轴线之间的夹角为锐角,转子叶片的弦长自其根部向尖部单调减小,而且转子叶片的弦长沿叶高方向的变化率为变量,这样既可以利用引气通道带来的轴向间距向上游增加转子叶片的弦长,增强转子叶片的中部和根部的做功潜力,提高引气后方转子叶片的压比,又可以通过设置转子叶片弦长的变化,降低叶根尾缘的强度风险,优化转子叶片的受力情况。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本申请的一部分,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。
图1为相关技术中一种压气机的部分结构示意图。
图2为相关技术中另一种压气机的部分结构示意图。
图3为相关技术中又一种压气机的部分结构示意图。
图4为本发明压气机一个实施例的部分结构示意图。
图5为本发明压气机一个实施例的预设叶型的结构示意图。
图6为本发明压气机一个实施例中的转子叶片在子午面上的投影示意图。
图7为本发明压气机一个实施例中的转子叶片在叶尖和叶根处叶型截面的厚度在轴线方向上的变化示意图。
图8为本发明压气机一个实施例中的转子叶片在第一位置处厚度TE1与厚度Tmax的比值以及在第二位置处厚度TE2与厚度Tmax的比值在叶高方向上的变化示意图。
图9为本发明压气机一个实施例中的转子叶片的最大厚度的弦向位置在叶高方向上的变化示意图。
图中:1a、静子叶片;2a、转子叶片;1b、静子叶片;2b、转子叶片;3b、引气通道;1c、静子叶片;2c、转子叶片;3c、引气通道;1、静子叶片;2、转子叶片;3、引气通道;4、第一前缘线;5、第一尾缘线;6、投影面。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“横向”、“纵向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
为便于理解,参考如图5所示,本文中涉及的术语解释如下:
弦向位置:基元叶型中弧线上任一点向弦线作垂线,垂足与前缘距离除以弦长的值。
最大厚度的弦向位置:基元叶型轮廓内切圆半径最大处的弦向位置,记作Bmax,Bmax=CT/CD,T点为基元叶型轮廓内切圆半径最大处向弦线作垂线所得的垂足。
最大拱度的弦向位置:基元叶型中弧线上相对于弦线最远的一点的弦向位置,记作Cmax,Cmax=CE/CD,T点为基元叶型中弧线上相对于弦线最远的一点向弦线作垂线所得的垂足。
最大厚度:最大厚度位置处的叶型内切圆的直径大小,记作Tmax。
为便于后续表述,在此基础上,定义点E1和E2,点E1所在位置为第一位置,E2所在位置为第二位置,分别满足关系CE1=CE/2和DE2=DE/2。将第一位置E1和第二位置E2位置的叶型厚度分别记作TE1和TE2。
针对前述的转子叶片整体的做功潜力无法满足需求的问题,发明人进行了大量的研究后发现,若想利用转子叶片叶尖的做功潜力,整体增加转子叶片的压比,叶根和叶中的部位则会负荷过重;若仅仅增加叶尖压比,又会造成径向压力分布不均,产生更强的二次流,反而增大损失。因此,引气后方转子叶片的压比不宜格外增加。
若在图2所示的相关技术的基础上,利用引气通道处动静叶轴向间隙较大的条件,从转子叶片的前缘部位向上游额外增加一部分弦长,使转子叶片形成如图3所示的结构形式,静子叶片1c和转子叶片2c之间的机匣侧设有引气通道3c,转子叶片2c的前缘线向靠近静子叶片1c的方向倾斜,这样可以增强转子叶片2c的中部和根部的做功潜力,从而能将转子叶片2c的整体压比设计得更高一些。但是,这样会使得转子叶片2c运行时所受的应力过大。因为,这样的转子叶片2c是整体后掠的,运行时,离心力会让转子叶片2c有向前倾斜的趋势;而且,此时由于转子叶片2c对气体增压,转子叶片2c下游压力高于上游,所以气动负荷也让转子叶片2c有向前倾斜的趋势。两者叠加,就使得转子叶片2c的叶根尾缘的应力很大,带来强度风险。为此,就需要将转子叶片2c根部的尾缘格外加厚,于是又恶化了气动性能,使得增加叶片中部、下部弦长带来的效益被抵消。
转子叶片的所有基元截面的重心连接成的一条空间曲线,该曲线称为重心积叠轴。考虑到积叠轴形状对转子叶片强度性能的敏感影响,不宜将转子叶片设计为单纯后掠的形式。
基于以上研究,发明人对转子叶片的结构进行了进一步的改造。
如图4至6所示,在本发明提供的压气机的一些实施例中,该压气机包括静子叶片1、转子叶片2、机匣和引气通道3,转子叶片2与静子叶片1相邻布置,且静子叶片1和转子叶片2之间具有预设距离以形成气流通道,机匣设置于静子叶片1和转子叶片2的径向外侧,引气通道3与气流通道连通且自气流通道向靠近机匣的方向延伸。
其中,第一直线与压气机的轴线之间的夹角为锐角,第一直线为第一中点和第二中点之间的连线,第一中点为转子叶片2在其叶尖处的第一叶型截面上第一前缘点和第一尾缘点之间连线的中点,第二中点为转子叶片2在其叶根处的第二叶型截面上第二前缘点和第二尾缘点之间连线的中点,转子叶片2的弦长自其根部向尖部单调减小,而且转子叶片2的弦长沿叶高方向的变化率为变量。
如图4所示,在子午投影面中,叶尖的前、尾缘点连线为中点A,叶根的前、尾缘点连线中点为B,直线AB与压气机轴向的夹角∠ABZ是锐角,夹角∠ABZ大于0°,且小于90°。
在上述实施例中,转子叶片2的第一直线与压气机的轴线之间的夹角为锐角,而且转子叶片2的弦长自其根部向尖部单调减小,利用引气通道带来的轴向间距向上游增加了转子叶片2的弦长,提高了引气后方转子叶片2的压比,有助于提高转子叶片2的整体做功潜力,而非只提高叶尖处的做功潜力,可以满足更多需求。
而且,通过将转子叶片2的弦长沿叶高方向的变化率设置为变量,有利于降低叶根尾缘的强度风险,优化转子叶片2的受力情况;也有利于使转子叶片2的径向压力分布更加均匀,避免产生更强的二次流,降低气动损失。
本发明实施例通过对转子叶片2的弦长进行设置,既可以通过增加转子叶片2的弦长来增强其中部和根部的做功潜力,又可以避免叶根尾缘面临强度风险,也不需要为了克服叶根尾缘强度问题而增加尾缘厚度,避免气动性能的恶化。
在本发明提供的实施例中,静子叶片1和转子叶片2的靠近轮毂的一侧未设置引气口,该侧对气动损失的影响较小。
在本发明提供的实施例中,静子叶片1和转子叶片2可以为压气机中多组相邻布置的静子叶片1和转子叶片2中的任一组,静子叶片1位于转子叶片2的上游且与该转子叶片2相邻布置。
在一些实施例中,转子叶片2的弦长自其根部向尖部按预设的线性函数单调减小。在另一些实施例中,转子叶片2的弦长自其根部向尖部按预设的非线性函数单调减小。
在一些实施例中,转子叶片2包括第一部分和沿叶高方向位于第一部分上方的第二部分,第一部分的弦长沿叶高方向的变化率为从小到大,第二部分的弦长沿叶高方向的变化率为从大到小。这样设置可以通过弦长的变化,既可以提高做功能力,又可以减小叶型后掠带来的强度风险。
在一些实施例中,转子叶片2在其叶尖处的叶型截面具有第一弦长,转子叶片2在其叶根处的叶型截面具有第二弦长,第一弦长比第二弦长大X1%,X1%的取值范围为5%~10%,比如5%、6%、7%、8%、9%或10%等。
将第一弦长设置为比第二弦长大X1%,并使X1%的取值范围控制在5%~10%之内,既可以提高转子叶片2的中部和根部的做功潜力,从而提高转子叶片2的整体做功能力,还可以使转子叶片2从叶根到叶尖的径向压力分布趋于均匀,提高气动性能。
如图6所示,在一些实施例中,转子叶片2在子午面上的投影面6具有第一前缘线4和第一尾缘线5,位于叶尖的第一叶型截面上的第一前缘点和位于叶根的第二叶型截面上的第二前缘点之间的连线为第二直线,在靠近转子叶片2的叶尖处,第一前缘线4位于第二直线的下游;在靠近转子叶片2的叶根处,第一前缘线4位于第二直线的上游。这样设置可以使转子叶片2的整体呈从叶根向叶尖先前掠再后掠的结构形式,可以减弱转子叶片2的重心积叠轴的后掠程度,有利于提高整体受力的均衡性,减少叶型整体只后掠带来的强度风险。
在一些实施例中,转子叶片2在子午面上的投影具有第一前缘线4,第一前缘点和第二前缘点之间的连线为第二直线,第一前缘线4和第二直线在第一叶型截面和第二叶型截面之间具有唯一交点。这样设置可以使转子叶片2的整体变化趋势为先前掠再后掠,避免变化太多而影响气流稳定性,在减小转子叶片2的强度风险的同时还可以尽可能地降低气动损失。
在一些实施例中,最大拱度的弦向位置Cmax为第一距离与预设叶型的弦线长度的比值,第一距离为从预设叶型的中弧线上相对于弦线最远的位置向预设叶型的弦线作垂线所得的垂足与预设叶型的前缘点之间的距离,第一叶型截面的最大拱度的弦向位置C1max满足:C1max>X2,X2的取值范围为0.5~0.55,比如0.5、0.51、0.52、0.53、0.54和0.55;第二叶型截面的最大拱度的弦向位置C2max满足:C2max<X3,X3的取值范围为0.4~0.45,比如0.4、0.41、0.42、0.43、0.44和0.45。将叶尖和叶根叶型截面的最大拱度的弦向位置控制在上述范围内,可以有效控制根尖位置的叶型后掠程度。
如图7所示,在一些实施例中,最大厚度的弦向位置Bmax为第二距离与预设叶型的弦线长度的比值,第二距离为从预设叶型轮廓内切圆半径最大的位置向预设叶型的弦线作垂线所得的垂足与预设叶型的前缘点之间的距离,第一叶型截面的最大厚度的弦向位置B1max满足:B1max<X4,X4的取值范围为0.4~0.45,比如0.4、0.41、0.42、0.43、0.44和0.45;第二叶型截面的最大厚度的弦向位置B2max满足:B2max>X5,X5的取值范围为0.5~0.55,比如0.5、0.51、0.52、0.53、0.54和0.55。通过对最大厚度的弦向位置进行控制,也有利于控制根尖位置的叶型后掠程度。
在一些实施例中,厚度Tmax为预设叶型的内切圆的最大直径大小,第一位置E1为从预设叶型的中弧线上相对于弦线最远的位置向预设叶型的弦线作垂线所得的垂足与预设叶型的前缘点之间连线的中点,在第一叶型截面上,第一位置E1的厚度TE1满足:TE1>Tmax*X6,X6的取值范围为0.7~0.8,比如0.7、0.71、0.72、0.73、0.74、0.75、0.76、0.77、0.78、0.79和0.8;在第二叶型截面上,第一位置E1的厚度TE1满足:TE1<Tmax*X7,X7的取值范围为0.6~0.7,比如0.6、0.61、0.62、0.63、0.64、0.65、0.66、0.67、0.68、0.69和0.7。
在一些实施例中,厚度Tmax为预设叶型的内切圆的最大直径大小,第二位置E2为从预设叶型的中弧线上相对于弦线最远的位置向预设叶型的弦线作垂线所得的垂足与预设叶型的尾缘点之间连线的中点,在第一叶型截面上,第二位置E2的厚度TE2满足:TE2<Tmax*X8,X8的取值范围为0.6~0.7,比如0.6、0.61、0.62、0.63、0.64、0.65、0.66、0.67、0.68、0.69和0.7;在第二叶型截面上,第二位置E2的厚度TE2满足:TE2>Tmax*X9,X9的取值范围为0.6~0.7,比如0.6、0.61、0.62、0.63、0.64、0.65、0.66、0.67、0.68、0.69和0.7。
通过对叶尖的第一叶型截面和叶根的第二叶型截面的最大厚度和最大拱度的弦向位置、第一位置E1和第二位置E2的厚度进行控制,叶根采用相对前加载形式,叶尖采用相对后加载形式,可以有效控制叶型形状,让叶根的重心轴向后移而叶尖重心前移,在转子叶片2的子午投影形状不变的前提下,减轻重心积叠轴的后掠程度。
如图8和图9所示,在一些实施例中,最大厚度的弦向位置Bmax为第二距离与预设叶型的弦线长度的比值,第二距离为从预设叶型轮廓内切圆半径最大的位置向预设叶型的弦线作垂线所得的垂足与预设叶型的前缘点之间的距离,厚度Tmax为预设叶型的内切圆的最大直径大小,第一位置E1为从预设叶型的中弧线上相对于弦线最远的位置向预设叶型的弦线作垂线所得的垂足与预设叶型的前缘点之间连线的中点,第二位置E2为从预设叶型的中弧线上相对于弦线最远的位置向预设叶型的弦线作垂线所得的垂足与预设叶型的尾缘点之间连线的中点,在X10%叶高以上的叶型截面上,最大厚度的弦向位置Bmax、第一位置E1的厚度TE1与厚度Tmax的比值以及第二位置E2厚度TE2与厚度Tmax的比值大小均相等;在X10%叶高以下的叶型截面上,最大厚度的弦向位置Bmax、第一位置E1的厚度TE1与厚度Tmax的比值、第二位置E2厚度TE2与厚度Tmax的比值大小分别平滑过渡至转子叶片2的叶根位置对应参数的大小,且平滑过渡段的数值相对于转子叶片2的叶高的导数连续,其中,X10%的取值范围为15%~25%。
通过对不同叶高处的叶型基元设置不同的厚度分布特征,可以进一步减弱转子叶片2的重心积叠轴的后掠程度,减轻强度风险。
通过对本发明压气机多个实施例的说明,可以看到本发明压气机实施例将转子叶片设计为从根部开始,先前掠,再后掠的形式,利用引气通道带来的额外轴向间距,向上游增加转子叶片弦长,可以提高压气机机匣侧引气口后方的第一排转子叶片做功能力,提高了引气后方转子叶片的压比,从而有助于缩短压气机轴向长度或提高压气机总压比,在实现提高做功能力目标的同时,不带来额外的强度隐患,且不会明显降低转子叶片的效率;通过对不同叶高处的叶型基元设置不同的厚度分布特征,减弱转子叶片的重心积叠轴的后掠程度;通过将转子叶片前缘设计为S型,减弱根尖位置的叶型后掠程度;转子叶片叶尖位置设计为后加载,在改善强度特性的同时,还能减弱叶尖间隙泄漏流。
基于上述的压气机,本发明还提出一种航空发动机,该航空发动机包括上述的压气机。
上述各个实施例中压气机所具有的积极技术效果同样适用于航空发动机,这里不再赘述。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制;尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:在不脱离本发明原理的前提下,依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换,这些修改和等同替换均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。
Claims (11)
1.一种压气机,其特征在于,包括:
静子叶片(1);
转子叶片(2),与所述静子叶片(1)相邻布置,且所述静子叶片(1)和所述转子叶片(2)之间具有预设距离以形成气流通道;
机匣,设置于所述静子叶片(1)和所述转子叶片(2)的径向外侧;和
引气通道(3),与所述气流通道连通且自所述气流通道向靠近所述机匣的方向延伸;
其中,第一直线与所述压气机的轴线之间的夹角为锐角,所述第一直线为第一中点和第二中点之间的连线,所述第一中点为所述转子叶片(2)在其叶尖处的第一叶型截面上第一前缘点和第一尾缘点之间连线的中点,所述第二中点为所述转子叶片(2)在其叶根处的第二叶型截面上第二前缘点和第二尾缘点之间连线的中点,所述转子叶片(2)的弦长自其根部向尖部单调减小,而且所述转子叶片(2)的弦长沿叶高方向的变化率为变量。
2.根据权利要求1所述的压气机,其特征在于,所述转子叶片(2)包括第一部分和沿叶高方向位于所述第一部分上方的第二部分,所述第一部分的弦长沿叶高方向的变化率为从小到大,所述第二部分的弦长沿叶高方向的变化率为从大到小。
3.根据权利要求1所述的压气机,其特征在于,所述转子叶片(2)在其叶尖处的叶型截面具有第一弦长,所述转子叶片(2)在其叶根处的叶型截面具有第二弦长,所述第一弦长比所述第二弦长大X1%,所述X1%的取值范围为5%~10%。
4.根据权利要求1所述的压气机,其特征在于,所述转子叶片(2)在子午面上的投影具有第一前缘线(4),所述第一前缘点和所述第二前缘点之间的连线为第二直线,在靠近所述转子叶片(2)的叶尖处,所述第一前缘线(4)位于所述第二直线的下游;在靠近所述转子叶片(2)的叶根处,所述第一前缘线(4)位于所述第二直线的上游。
5.根据权利要求1所述的压气机,其特征在于,所述转子叶片(2)在子午面上的投影具有第一前缘线(4),所述第一前缘点和所述第二前缘点之间的连线为第二直线,所述第一前缘线(4)和所述第二直线在所述第一叶型截面和所述第二叶型截面之间具有唯一交点。
6.根据权利要求1所述的压气机,其特征在于,最大拱度的弦向位置Cmax为第一距离与预设叶型的弦线长度的比值,所述第一距离为从所述预设叶型的中弧线上相对于弦线最远的位置向所述预设叶型的弦线作垂线所得的垂足与所述预设叶型的前缘点之间的距离,所述第一叶型截面的最大拱度的弦向位置C1max满足:C1max>0.5;所述第二叶型截面的最大拱度的弦向位置C2max满足:C2max<0.45。
7.根据权利要求1所述的压气机,其特征在于,最大厚度的弦向位置Bmax为第二距离与预设叶型的弦线长度的比值,所述第二距离为从所述预设叶型轮廓内切圆半径最大的位置向所述预设叶型的弦线作垂线所得的垂足与所述预设叶型的前缘点之间的距离,所述第一叶型截面的最大厚度的弦向位置B1max满足:B1max<0.45;所述第二叶型截面的最大厚度的弦向位置B2max满足:B2max>0.5。
8.根据权利要求1所述的压气机,其特征在于,厚度Tmax为预设叶型的内切圆的最大直径大小,第一位置E1为从所述预设叶型的中弧线上相对于弦线最远的位置向所述预设叶型的弦线作垂线所得的垂足与所述预设叶型的前缘点之间连线的中点,在所述第一叶型截面上,所述第一位置E1的厚度TE1满足:TE1>Tmax*0.7;在所述第二叶型截面上,所述第一位置E1的厚度TE1满足:TE1<Tmax*0.7。
9.根据权利要求1所述的压气机,其特征在于,厚度Tmax为预设叶型的内切圆的最大直径大小,第二位置E2为从所述预设叶型的中弧线上相对于弦线最远的位置向所述预设叶型的弦线作垂线所得的垂足与所述预设叶型的尾缘点之间连线的中点,在所述第一叶型截面上,所述第二位置E2的厚度TE2满足:TE2<Tmax*0.7;在所述第二叶型截面上,所述第二位置E2的厚度TE2满足:TE2>Tmax*0.6。
10.根据权利要求1所述的压气机,其特征在于,最大厚度的弦向位置Bmax为第二距离与预设叶型的弦线长度的比值,所述第二距离为从所述预设叶型的轮廓的内切圆半径最大的位置向所述预设叶型的弦线作垂线所得的垂足与所述预设叶型的前缘点之间的距离,厚度Tmax为预设叶型的内切圆的最大直径大小,第一位置E1为从所述预设叶型的中弧线上相对于弦线最远的位置向所述预设叶型的弦线作垂线所得的垂足与所述预设叶型的前缘点之间连线的中点,第二位置E2为从所述预设叶型的中弧线上相对于弦线最远的位置向所述预设叶型的弦线作垂线所得的垂足与所述预设叶型的尾缘点之间连线的中点,在25%叶高以上的叶型截面上,所述最大厚度的弦向位置Bmax、所述第一位置E1的厚度TE1与厚度Tmax的比值以及所述第二位置E2的厚度TE2与厚度Tmax的比值三者的大小均相等;在25%叶高以下的叶型截面上,所述最大厚度的弦向位置Bmax的大小、所述第一位置E1的厚度TE1与厚度Tmax的比值大小、所述第二位置E2的厚度TE2与厚度Tmax的比值大小分别平滑过渡至叶根位置的大小,且平滑过渡段的数值相对于所述转子叶片(2)的叶高的导数连续。
11.一种航空发动机,其特征在于,包括如权利要求1~10任一项所述的压气机。
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