高丽敏 高磊/西北工业大学动力与能源学院

谢建/中国航空动力机械研究所

高压比跨声速离心压气机设计研究*

高丽敏 高磊/西北工业大学动力与能源学院

谢建/中国航空动力机械研究所

0 引言

性能优良的跨声速离心压气机是高性能涡轴发动机的主要部件之一，对整机性能有显著影响。为减小压气机级数，减轻整机质量，提高发动机推重比，就必须开展增压比高、载荷高、稳定范围宽的离心压气机的设计及实验研究。国外对高压比跨声速离心压气机的设计和实验研究开展的较早，Francis X.D.等人[1-3]都有一定的研究，高压比离心压气机近期的研究见文献[4-8]。国内的研究相对较晚，杨策等[9]以文献[5]的SRV2叶轮为基准，采用自行开发的离心压气机设计系统进行了级压比为6的跨声速离心压气机的设计并做了内部流场分析。YI Weilin、JI Lucheng等[10]开展了总压比为7.0的高负荷离心压气机级的气动设计研究，并取得了较好的效果。目前，国内外对高压比离心压气机的设计都进行了有益的探索，但并没有形成针对跨声速离心压气机的系统设计的成熟方法。

本文以级压比7.0的离心压气机为设计目标，探索高压比跨声速压气机级的快速设计方法。

1 高压比离心压气机设计简介

1.1 设计难点

高压比跨声速离心压气机设计有其难点，主要表现在以下几个方面：

首先，高压比跨声速离心叶轮进口相对马赫数一般大于1.0，一维设计和实际情况相比而言，由于局部超声速产生堵塞会造成流量偏小，因而反映到速度三角形上即表现为轴向进气速度的减小，在无预旋的情况下，当地声速增加，工质的可压缩性降低，叶片对气流加功能力减弱。……