● 摘要
当高空无人飞行器处在高空巡航状态飞行时，其发动机部件将工作在很低的雷诺数条件下。但一般说来，压气机正常工作时，雷诺数均较高且多处于自模区，对压气机性能影响小，雷诺数效应不明显，因而我们很少关注低雷诺数条件下，叶轮机部件的性能和流动特征会发生的变化。如果在设计中没有考虑低雷诺数的影响，就必然会造成压气机部件高空性能的急剧下降。在来流雷诺数较低的工作条件下，为了提高压气机的性能，我们有必要研究其构成单元——叶栅的各几何参数对其性能的影响，寻找新的叶栅设计方法，提高压气机部件在高空的性能。文中讨论了扩压叶栅各几何参数对叶栅性能的影响规律。在叶型弯角一定的条件下，随着中弧线前缘点二阶导的降低，损失系数先减小后增大，静压升逐渐减小，流通能力得到了提高。随着吸力面最大厚度点的后移，总压损失系数逐渐减小。随着压力面最大厚度位置的后移，总压损失系数先是减小。当最大厚度位于轴向弦长50%以后时，损失系数趋于稳定。减小前缘半径可以有效抑制各高度压力面的流动分离，对各高度损失系数的降低有着不可忽略的作用，而对气流转角、静压升和折合流量影响不大。叶片尾缘半径则对叶片性能影响不大。本文还探究了扩压叶栅各项几何参数最优值之间的关系。研究表明：来流马赫数决定了中弧线曲率的分布；静压升决定了叶型弯角；叶型弯角决定了压力面最大厚度点的位置。为了减小总压损失，吸力面最大厚度点可定在轴向弦长80%处。最后，本文制定了一个最优扩压叶栅的设计方法。并拟和出了两个函数用于预估设计出的扩压叶栅的性能。