题目：高负荷斜流压气机设计

冲压发动机依靠激波冲击压缩高速气流实现增压，具有结构简单、重量轻、成本低、效率高、推力大等突出优点。但其进口高相对马赫数、高相对气流角的进气工况，使冲压发动机对气源的要求相当苛刻。为了给某型旋转冲压发动机提供气源，故现在要为该旋转冲压发动机设计一级进口级，使气流达到所需的要求。

与轴流和离心压气机相比，斜流压气机兼具了轴流压气机流量大，离心压气机压比高的特点。通过一维的气动计算确定采用单级压比为3的斜流压气机为冲压发动机的进口级，并采用斜流进口级与—体化转子对转的形式，使一体化转子进口气流满足设计要求。本文以设计一台高性能斜流压气机为目标，对斜流叶轮的气动设计方法和内部复杂流动进行了研究，本文的主要工作包括以下几个方面。

1．发展了一套适用于斜流/离心压气机的S2通流气动设计程序和三维的叶片造型程序。采用给定叶片涡量分布规律的设计方法，通过控制叶片表面负荷分布来控制叶片表面速度分布。数值模拟的结果证明，该气动设计程序和设计方法能够满足高负荷斜流压气机的气动设计要求。

2．分析了斜流叶轮的内部流动结构和流动机理，并对斜流叶片负荷分布的设计规律进行了较为深入的研究。研究结果表明，展向加功量的非均匀分布有利于使出口气流参数均匀化，而涡量沿流向的分布尤为重要，合理的涡量分布对于控制激波结构，提高效率有着非常显著的作用。

3．对斜流压气机的流道设计进行了较为深入的分析，得到了具有更高效率的斜流压气机设计流道。

4．完成了满足设计要求的斜流压气机的气动方案。数值验算结果表明，该压气机性能完全达到了设计要求，具有良好的性能和裕度。