[发明专利]可变弯度叶片式串列静子及压气机

说明书

本发明公开了一种可变弯度叶片式串列静子，通过驱动机构驱动第一联动环和第二联动环转动，带动前排静子前叶片转动及后排静子后叶片转动，实现同时调节前排静子前叶片及后排静子后叶片的安装角度，使得在不同工况下，前排静子进口气流攻角能保持在合适的范围内，有利于减少流动分离，避免发生旋转失速或喘振，增大压气机的稳定工作范围；同时满足下游转子对进口气流角的要求，并提高其性能。通过驱动结构实现前排静子前叶片和后排静子后叶片不同角度的同时调节，减少了实际使用过程中的操作次数，提高了操作效率。本发明还提供一种压气机，包括上述的可变弯度串列静子。

技术领域

本发明涉及航空发动机领域，特别地，涉及一种可变弯度叶片式串列静子。此外，本发明还涉及一种包括上述可变弯度叶片式串列静子的压气机。

背景技术

现代高性能航空发动机对其关键部件压气机提出了更高的要求，高负荷、高效率且具有宽稳定工作范围的压气机是未来航空发动机的重要发展方向。

串列静子技术常用于高负荷压气机设计，它能较好的控制叶片表面的速度分布及附面层发展，具有气流转折角大、总压损失小、工作范围广等优点，因而备受国内外研究人员关注。串列静子控制内部流动，降低流动损失的原理主要有：1)通过前后相互独立的叶片排，使得附面层在后排叶片上重新发展；2)前后叶片排之间的缝隙具有吹除后排叶片附面层的作用，从而抑制后排叶片附面层的发展，所以它可以在流动损失不明显增加的情况下承受更高的叶片负荷。在非设计工况下，串列静子前排叶片的进口气流角与设计工况偏差较大，进气攻角不佳，但出口的气流方向相对设计工况却变化不大，即后排叶片始终能工作在合适的攻角范围内，因此串列静子在非设计工况下的性能很大程度上取决于前排静子对来流方向的适应能力，一旦前排静子工作在大的正攻角或负攻角，则串列静子内部不可避免会出现大的流动分离，进而急剧增大流动损失。另外，对于多级压气机，在非设计工况下，串列静子下游转子同样会出现进口气流方向偏离设计值的情况，进而降低效率，影响压气机性能。

发明内容

本发明提供了一种可变弯度叶片式串列静子及压气机，以解决常规串列静子的进口气流角与设计工况偏差较大造成流动损失急剧增大，进而影响压气机性能的技术问题，另外解决常规串列静子无法为下游转子提供合适的进气方向，进而影响下游转子性能的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种可变弯度叶片式串列静子，包括机匣、安装在机匣内的由多个可变弯度叶片组成的前排静子和后排静子、设置在机匣外围用于连接前排静子的第一联动环、与第一联动环并排设置在机匣外围的用于连接后排静子的第二联动环，及与第一联动环和第二联动环连接并用于驱动第一联动环和第二联动环转动以同时调节前排静子和后排静子安装角的驱动机构；

可变弯度叶片包括前叶片及与前叶片活动连接的后叶片；前排静子后叶片和后排静子前叶片均固接于机匣上；

第一联动环连接前排静子前叶片，驱动机构带动第一联动环转动，第一联动环带动前排静子前叶片转动以调节前排静子前叶片的安装角度使其与前排静子的进口气流角匹配，第二联动环连接后排静子后叶片，驱动机构带动第二联动环转动，第二联动环带动后排静子后叶片转动以调节后排静子后叶片的安装角度，以调节后排静子的出口气流角并使其与下游转子所需的进口气流角相匹配。

进一步地，驱动机构包括设于机匣外壁上的支撑座，支撑座上设有操纵杆，操纵杆上设有用于连接第一联动环并用于调节前排静子前叶片安装角度的第一连接件，及用于连接第二联动环并用于调节后排静子后叶片安装角度的第二连接件。

进一步地，第一连接件包括：与操纵杆连接的第一驱动杆，及与第一驱动杆活动连接的第一连杆，第一连杆连接第一联动环，通过调节第一驱动杆及第一连杆的长度获得前排静子前叶片不同的安装角度调节规律；

第二连接件包括：与操纵杆连接的第二驱动杆，及与第二驱动杆活动连接的第二连杆，第二连杆连接第二联动环，通过调节第二驱动杆及第二连杆的长度获得后排静子后叶片不同的安装角度调节规律。