题目：涡桨发动机涡轮气动设计技术若干问题研究

涡桨发动机目前在中低速飞机或对低速性能有严格要求的巡逻、反潜或灭火等类型飞机及军用运输机中有着广泛的应用。有着耗油率低，低速条件下性能优良，可靠性高，技术发展潜力强，环境适用性强等优点。涡桨发动机的动力涡轮通过减速器驱动螺旋桨，而涡桨发动机的主要功率输出方式为螺旋桨的轴功率，因此，对涡桨发动机高性能涡轮部件设计方法的研究对研制涡桨发动机具有重大意义。本文针对涡桨发动机涡轮设计的若干问题进行了研究，主要针对动力涡轮的气动设计。本文研究了涡桨发动机转子数对动力涡轮气动性能的影响，某涡桨发动机动力涡轮设计特点，动力涡轮多设计点耦合设计技术和动力涡轮多点优化设计技术。

第一部分研究根据已有自由涡轮式单转子涡桨发动机燃气涡轮设计参数，设计用于对比研究的双转子燃气涡轮，对不同转子数涡桨发动机涡轮部件进行数值模拟，分析其对动力涡轮气动性能的影响，结果显示双转子燃气涡轮出口流场更为均匀，为后续部件提供更为良好的进气条件且与双转子燃气涡轮匹配的动力涡轮效率略高于与单转子燃气涡轮匹配的动力涡轮。第二部分研究对某已有涡桨发动机动力涡轮进行了数值模拟，总结其设计参数特点，并根据以往经验和原型涡轮参数进行不同设计型涡轮设计，对设计型涡轮进行对比分析，总结原型涡轮设计参数的优劣性，对比发现原型涡轮设计参数较为合理，能够取得较好的气动性能，但原型涡轮叶型参数等需要进一步进行调整。第三部分研究推导了适用于涡桨发动机动力涡轮的多设计点耦合设计方法，并对某双转子涡桨发动机的动力涡轮运用该方法进行设计，与原型涡轮进行对比分析，验证了该设计方法的可行性，该方法可以计算不同工况下的速度三角形，在设计初期对涡轮各工况的性能做出初步评价，计算显示该方法设计的涡轮在各状态下性能差异较小。第四部分研究探讨了涡轮在不同设计方案下不同工况的效率变化，进行了涡轮特性计算方法的研究，编写程序计算涡轮不同工况下的效率和流量得到涡轮特性线，以某涡桨发动机动力涡轮的某一工况作为设计点进行了算例计算，计算结果变化趋势和理论相符。