串列叶栅在极低稠度叶尖涡轮中的应用及气动特性分析

发布时间：2020-12-19 02:26

　　本课题组提出的基于气驱涵道风扇技术的垂直起降动力系统可以实现高速固定翼飞机的垂直起降,其核心部件叶尖涡轮具备极低稠度和低展弦比的特征,稠度可低至0.6(常规稠度1.2~1.6),展弦比可低至0.3(常规展弦比1.5~2.0)。针对极低稠度下叶尖涡轮叶片吸力面存在大范围分离的特点,本文在已有研究基础之上,基于高反力度叶片的设计思路,采用数值仿真的方法开展了极低稠度高反力度叶尖涡轮流动特征及其设计技术的研究,同时将串列叶栅技术应用于极低稠度高反力度叶尖涡轮中,并为后续研发这种垂直起降动力系统奠定理论基础。主要工作包括:1、基于高反力度叶尖涡轮叶型,对极低稠度高反力度叶尖涡轮的流动特征及损失构成展开研究。研究结果表明:和常规叶尖涡轮不同,高反力度叶尖涡轮叶背不存在明显的分离,流道中流动情况良好,存在可使气流进一步加速膨胀的气动喉道。极低稠度下,高反力度叶尖涡轮叶片表面的载荷分布呈前加载趋势;极低稠度涡轮相比于常规涡轮,叶型损失急剧增加,叶尖泄漏损失降低,二次流损失增大;高反力度叶尖涡轮损失介于常规稠度涡轮和极低稠度涡轮之间,其叶尖泄漏损失占总损失一半以上,高达54.15%。2、开展适用于气驱... 

【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

气驱动涵道风扇三维模型

（a）动力系统（b）升力风扇图 1.1 F-35B 动力系统与升力风扇示意图这种新型气驱涵道风扇结构如图 1.2 所示，其核心部件主要由涵道风扇和位于其叶尖的尖涡轮组成。当气驱涵道风扇工作时，从主发动机引出燃气驱动叶尖涡轮，进而带动风扇旋转利用质量附加原理（质量附加原理：在一定的气流进口速度下，当气体从发动机获得的能量定时，发动机吸入的气体质量越大，发动机推力越大）卷吸更多气体，实现增推目的，在保垂直起降性能的情况下可降低耗油率。

这种气驱涵道风扇动力系统巧妙地以气动传动的方式简单经济地实现了固定翼飞机的垂直起降。图1.3 为气驱涵道风扇动力系统的工作原理，即风扇从大气中卷吸更多流体，垂直向下喷出，提供动力系统的升力。


本文编号：2925077