韦威

摘要：采用数值模拟的方法对某压气机转子进行了三维仿真分析，详细比较了叶片叶顶磨损后形成的不同叶顶坡角α对转子气动性能的影响。研究结果表明，随着α的增大，转子最高压比、峰值效率及喘振裕度衰减均越严重，但在设计压比点，转子效率呈略微增加的趋势。α会影响转子叶尖约25%区域内负荷的径向分布，但对几乎整个叶高通道的效率分布都产生了影响。叶顶磨损导致部分性能参数衰减呈非线性变化，在α超过5°和25°时，转子喘振裕度会产生一个较大幅度的衰减。

关键词：叶顶坡角；压气机转子；气动性能；数值模拟

中图分类号：V232.4文献标识码：ADOI：10.19452/j.issn1007-5453.2021.07.006

美国国家航空航天局（NASA）已经明确垂直起降航空器将是未来航空发展的一个重点[1]，直升机作为一种常用的垂直起降航空器通常需要在近地面飞行，特别是起飞和降落时，需要工作在砂尘环境中。而作为直升机动力的涡轴发动机则不可避免地会吸入环境中的砂尘，这会造成压气机部件特别是转子叶片顶部磨损，会对压气机气动性能造成影响，从而影响发动机性能。但航空发动机压气机转子价格昂贵，更换零件成本较高且周期较长。因此需要研究叶顶磨损对压气机气动性能的影響，为发动机综合评估，提升飞行安全性提供依据[2]。

由于叶片磨损导致叶顶形状发生改变，叶尖间隙发生变化，直接影响压气机或发动机性能。国内外学者对叶顶形状与压气机性能关系的相关情况进行了研究，但还主要集中在叶尖片削及吸力面肋条两种方式上。……