一种冲压空气涡轮叶片制造技术

技术编号:14695296 阅读:115 留言:0更新日期:2017-02-23 19:52
本发明专利技术属于涡轮叶片设计技术,具体涉及一种飞机冲压空气涡轮叶片。本发明专利技术冲压空气涡轮叶片叶尖处增加了一片矩形扰流板,叶片通过一体化成型,叶片主体和叶尖扰流板过渡部分有倒圆角。本发明专利技术冲压空气涡轮叶片通过扰流板设计,能抑制旋转叶尖漩涡,改善叶尖处表面压力分布,有效减小冲压空气涡轮叶尖损失,提高功率提取效率,且结构简单,可靠性高,便于实现,具有较大的实际应用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于涡轮叶片设计技术,具体涉及一种飞机冲压空气涡轮叶片
技术介绍
冲压空气涡轮系统为飞机应急能源,当飞机处于应急状态时,可吸收冲压空气的能量并转化为应急液压能或应急电能。由于适航要求,绝大部分民用飞机都安装了冲压空气涡轮系统。叶片是冲压空气涡轮系统的能量提取单元,目前主流的冲压空气涡轮均采用两叶片式设计,由于具有转速高、展弦比小的特点,叶片在叶尖处的气动损失很大,使得能量提取效率不高,尤其是当大尖速比情况下(对应于低来流速度),提取效率显著降低,而实际工作包线中的严酷点恰恰出现在大尖速比情况。因此,若能有效提升冲压空气涡轮叶片功率提取效率,则可在达到同样的功率需求的前提下,减小系统尺寸及总重量,可使系统安装更加灵活,同时也提高了飞机的经济型。
技术实现思路
本专利技术的目的:设计一种能够有效降低冲压空气涡轮叶尖损失、提高能量提取效率,同时不显著增加叶片重量的新型冲压空气涡轮叶片。本专利技术的技术方案:一种冲压空气涡轮叶片,其在叶片主体的叶尖外侧设置有扰流板。所述叶片主体和扰流板连接处有倒圆角。所述叶片主体和扰流板为一体化成型。所述扰流板为矩形。所述扰流板矩形长为叶尖弦长的100%~110%,高为叶尖弦长的10%~30%。所述扰流板与叶片展向方向垂直。所述扰流板被叶尖分开的上表面面积与下表面面积基本一致。所述扰流板质量不超过叶片主体的8%。本专利技术的优点是:1)性能提升明显。采用该结构形式,可使冲压空气涡轮最大提取效率提高10%左右,在较大尖速比情况下,能量提取效率可达25%以上。2)重量轻。单片叶片的质量增量仅约10g,由于桨盘直径减小而带来的系统总重将会降低。3)结构简单,可靠性强。附图说明:图1为本专利技术冲压空气涡轮叶片的结构示意图;图2为本专利技术冲压空气涡轮叶片叶尖附近剖面图;图3为本专利技术冲压空气涡轮叶片安装示意图,其中,1-叶片主体、2-叶尖扰流板、3-涡轮。具体实施方式下面结合说明书附图以及实施例对本专利技术作进一步的详细描述。请参阅图1和图2,本专利技术冲压空气涡轮叶片主要由叶片主体1、叶尖扰流板2两部分组成。叶尖扰流板2为矩形,垂直于叶片主体的展向方向,有利于阻挡削弱叶尖漩涡,从而减小叶尖功率损失,矩形长为叶尖弦长的100%~110%,高为叶尖弦长的10%~30%,可在大幅提高功率系数的同时不额外增加过多的叶片重量。所述扰流板与叶片主体1的连接处有倒圆角处理,有利于保证整个叶片的结构强度。所述扰流板被叶尖分开的上表面面积与下表面面积基本相等,在有效减小损失、提高效率的同时,不对叶根旋转轴产生过大的偏心力。所述扰流板质量不超过叶片主体的8%,从而可以在大幅提高功率系数的同时,不额外增加过大重量。整个叶片采用一体化成型,即扰流板与叶片主体一体成型制造,以保证结构强度,同时避免装配间隙,提高表面气动性能。另外,叶尖扰流板2不严格限定为矩形,可为其它形状,如在矩形四个角开设倒角,成多边形,只要不让叶尖外露,满足叶片气动性能要求即可。请参阅图2,本专利技术设计的冲压空气涡轮叶片简单可靠,在冲压空气涡轮中的安装与传统叶片相同,其安装在涡轮中的两侧。本专利技术在叶尖处增加一片矩形扰流板,通过抑制旋转叶尖漩涡,改善叶尖处表面压力分布,从而提高功率系数。特别是本专利技术通过对扰流板的形状、尺寸、重量进行特殊设计,从而大幅改善叶尖表面的气动性能,经试验验证,可将冲压空气涡轮最大功率系数提高7.6%;且其作用效果随尖速比的增大而提高,当尖速比为4.03时,功率系数提高了31.4%。而由于外形改变而增加的叶片重量仅约10g,从而在不显著增加叶片重量情形下,有效降低叶尖损失,提高功率系数,特别是能够提高低来流速度下的功率系数,可在达到同样的功率需求的前提下,减小系统尺寸及总重量,可使系统安装更加灵活,同时也提高了飞机的经济型。本文档来自技高网...
一种冲压空气涡轮叶片

【技术保护点】
一种冲压空气涡轮叶片,其特征在于,在叶片主体的叶尖外侧设置有扰流板。

【技术特征摘要】
1.一种冲压空气涡轮叶片,其特征在于,在叶片主体的叶尖外侧设置有扰流板。2.根据权利要求1所述的冲压空气涡轮叶片,其特征在于,所述叶片主体和扰流板连接处有倒圆角。3.根据权利要求1所述的冲压空气涡轮叶片,其特征在于,所述叶片主体和扰流板为一体化成型。4.根据权利要求1所述的冲压空气涡轮叶片,其特征在于,所述扰流板为矩形。5.根据权利要求1所述的冲压空气涡轮叶片,其特...

【专利技术属性】
技术研发人员:张冬雨
申请(专利权)人:中国航空工业集团公司金城南京机电液压工程研究中心
类型:发明
国别省市:江苏;32

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