一种仿生学前后可调可变弯度导叶制造技术

本实用新型专利技术公开了一种仿生学前后可调可变弯度导叶，其包括：前叶和后叶，前叶的尾缘为圆形，后叶的前缘叶为圆形，前叶的尾缘与后叶的前缘相切于中弧线与前叶尾缘的交点处，前叶由一系列前叶前缘沿成周期性变化的基元积叠而成，前叶的前缘成波浪型曲线分布，波浪型曲线为正弦曲线且所述波浪型曲线的曲线方程为：LE

【技术实现步骤摘要】
一种仿生学前后可调可变弯度导叶


[0001]本技术涉及航空发动机
，具体是一种仿生学前后可调可变弯度导叶。

技术介绍

[0002]在航空发动机和地面燃气轮机中，为使压气机在所有工况下均不进入失速状态，需要设置一些调节机构使压气机保持较大的喘振裕度，其中可调导叶是一种重要且广泛应用的调节措施。当前实际使用的可调导叶通常分为两种，一种是整体可调多用于高压压气机前面级；一种是分半可调即可变弯度导叶，即导叶分为前叶和后叶，前叶固定不动，后叶整体可调，多用于低压压气机进口；从效果上来看分半可调式可变弯度导叶可用转角范围更大。随着航空发动机技术的不断进步，特别是变循环发动机概念的提出，对可变弯度导叶的可用转角范围以及总压损失提出了更高的要求。当前又提出了前后可调可变弯度导叶，其特点在于前叶和后叶均可绕转轴转动，能进一步拓宽可用转角范围。
[0003]但是，前后可调可变弯度导叶也存在随着前叶转动角度的增加，前叶气动攻角的增加会导致吸力面气流分离加剧，进而导致损失增加，限制了前后可调可变弯度导叶的工作范围。因此亟需一种能够改善前叶气动攻角增加加剧吸力面气流分离的问题，提高可变弯度导叶可用转角范围的新型导叶。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供了一种仿生学前后可调可变弯度导叶，其在前后可调可变弯度导叶前缘设置了按照正弦曲变化的一定波长和波幅的结状凸起，从而达到控制后叶气流分离，低可变弯度导叶总压损失，拓宽可用转角范围的效果。
[0005]为实现上述目的，技术采用的技术方案是：一种仿生学前后可调可变弯度导叶，其特征在于，包括：前叶和后叶，所述前叶的尾缘为圆形，所述后叶的前缘叶为圆形，所述前叶的尾缘与后叶的前缘相切于中弧线与前叶尾缘的交点处，所述前叶由一系列前叶前缘沿成周期性变化的基元积叠而成，所述前叶的前缘成波浪型曲线分布，所述波浪型曲线为正弦曲线且所述波浪型曲线的曲线方程为：
[0006]LE
h
＝LE
ori
+cos(H
b
/W
×
π)
×
A
[0007]其中，H
b
为当前基元距轮毂的径向距离，LE
h
为当前基元前缘点轴向位置，LE
ori
为原型基元前缘点轴向位置，W为波浪型曲线的波长，A为波浪型曲线的波幅。
[0008]上述的一种仿生学前后可调可变弯度导叶，其特征在于，所述波浪型曲线的波幅A的取值范围为0.5％C
ori
≤A≤5％C
ori
，其中C
ori
为原型可变弯度导叶的弦长。
[0009]上述的一种仿生学前后可调可变弯度导叶，其特征在于，所述波浪型曲线的波长W的取值范围为5％C
ori
≤W≤25％C
ori
，其中C
ori
为原型可变弯度导叶的弦长。
[0010]上述的一种仿生学前后可调可变弯度导叶，其特征在于，所述后叶的前缘圆心的
轴向位置不变，各个基元的后叶前缘圆心连线垂直于任一基元平面。
[0011]上述的一种仿生学前后可调可变弯度导叶，其特征在于，所述的积叠为径向积叠，积叠轴为后叶前缘圆心连线。
[0012]本技术与现有技术相比，本技术根据座头鲸鳍肢以及长耳鸮翅膀前缘结节凸起的特点，结合叶片局部改型技术，在前后可调可变弯度导叶前缘应用有一定波长和波幅的正弦曲线形式结状凸起，从而达到控制后叶气流分离，低可变弯度导叶总压损失，拓宽可用转角范围的效果。
[0013]下面通过附图和实施例，对技术做进一步的详细描述。
附图说明
[0014]图1为本技术仿生学前后可调可变弯度导叶的立体结构示意图。
[0015]图2为原型叶片的立体结构示意图。
[0016]图3为本技术仿生学前后可调可变弯度导叶的侧视图。
[0017]图4为本技术仿生学前后可调可变弯度导叶的俯视图。
[0018]图5为本技术仿生学前后可调可变弯度导叶的转动示意图。
[0019]图6为原型叶片截面马赫数云图。
[0020]图7为本技术仿生叶片截面马赫数云图。
[0021]附图标记说明:
[0022]10—前叶；20—后叶。
具体实施方式
[0023]下面将参照附图更详细地描述本技术的实施例。虽然附图中显示了本技术的某些实施例，然而应当理解的是，本技术可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本技术。应当理解的是，本技术的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本技术的保护范围。
[0024]在本技术中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本技术。
[0025]在控制流动分离的方法中主要分为主动控制和被动控制，被动控制主要是通过叶片局部改型来改善随着前叶转动角度的增加，前叶气动攻角的增加会导致吸力面气流分离加剧的问题，进而达到提高可变弯度导叶可用转角范围的效果。相比于主动控制技术，被动控制技术具有结构简单、易于实现的优点。
[0026]仿生工程是通过研究自然界生物的组织器官以帮助人类解决现有技术中的诸多问题，动物学家对海洋中的座头鲸，以及长耳鸮进行了细致研究，座头鲸鳍肢以及长耳鸮翅膀前缘均为凹凸型，这种凹凸型结构能够有效降低提高其在运动过程中所受到的阻力并提高其机动性能。
[0027]如图1至图5所示，本技术公开了一种仿生学前后可调可变弯度导叶，其包括：
前叶10和后叶20，所述前叶10和后叶20均可绕转轴转动，所述前叶10的尾缘为圆形，所述后叶20的前缘叶为圆形，所述前叶10的尾缘与后叶20的前缘相切于中弧线与前叶尾缘的交点处，所述前叶10由一系列前叶前缘沿成周期性变化的基元积叠而成，所述前叶10的前缘成波浪型曲线分布，所述波浪型曲线为正弦曲线且所述波浪型曲线的曲线方程为：
[0028]LE
h
＝LE
ori
+cos(H
b
/W
×
π)
×
A
[0029]其中，H
b
为当前基元距轮毂的径向距离，LE
h
为当前基元前缘点轴向位置，LE
ori
为原型基元前缘点轴向位置，W为波浪型曲线的波长，A为波浪型曲线的波幅。
[0030]本实施例中的仿生学前后可调可变弯度导叶，其根据座头鲸鳍肢以及长耳鸮翅膀前缘结节凸起的特点，结合叶片局部改型技术，在前后可调可变弯度导叶前缘应用有一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种仿生学前后可调可变弯度导叶，其特征在于，包括：前叶(10)和后叶(20)，所述前叶(10)的尾缘为圆形，所述后叶(20)的前缘叶为圆形，所述前叶(10)的尾缘与后叶(20)的前缘相切于中弧线与前叶尾缘的交点处，所述前叶(10)由一系列前叶前缘沿成周期性变化的基元积叠而成，所述前叶(10)的前缘成波浪型曲线分布，所述波浪型曲线为正弦曲线且所述波浪型曲线的曲线方程为：LE
h
＝LE
ori
+cos(H
b
/W
×
π)
×
A其中，H
b
为当前基元距轮毂的径向距离，LE
h
为当前基元前缘点轴向位置，LE
ori
为原型基元前缘点轴向位置，W为波浪型曲线的波长，A为波浪型曲线的波幅。2....

【专利技术属性】
技术研发人员：尉洋，张斐，黄国栋，于锦禄，王志多，张小博，李鹏皓，
申请(专利权)人：中国人民解放军空军工程大学，
类型：新型
国别省市：