压气机叶型的风洞试验研究*

高丽敏 蔡 明

（1.西北工业大学动力与能源学院；2.先进航空发动机协同创新中心）

0 引言

高压压气机的研制一直是现代航空发动机设计中的关键问题。为了设计出性能优越的压气机需要设计者深入了解压气机内部的流动现象，而压气机叶片通道内的流动极为复杂。平面叶栅作为压气机工作级的基本单元，其性能的好坏直接影响压气机的性能，因此研究平面叶栅的气动特性，减少叶栅中的能量损失并提高叶栅效率，对于压气机设计和改进具有极其重要的意义[1]。

随着先进航空发动机推重比不断攀高，压气机叶型设计面临负荷增大、可用攻角范围拓宽、附面层抗分离等问题[1]。为了解决这些问题，需要不断发展压气机的叶型种类，如传统的C4叶型、NACA65叶型、双圆弧叶型（DCA）渐渐向多圆弧叶型、可控扩散叶型（CDA）等，或者采用各种优化设计手段对压气机的叶型进行优化，如遗传算法[2-3]、伴随算法[4]等。

平面叶栅试验作为叶轮机械设计中的重要组成部分，在叶栅性能基础研究中占据了极为重要的地位[1]，进行平面叶栅试验的主要目的：研究压气机、涡轮叶片型面和叶栅几何参数对叶栅气动性能的影响；评定叶型气动性能和验证设计方法并指导叶型设计；验证和校核计算流体力学（CFD）计算模型及软件。因此，叶栅试验和性能分析是高性能压气机叶栅设计的理论基础[5]。

国内外对压气机叶栅进行了很多机理性的研究工作，考虑到试验成本及试验测量精度，大多数仅对低速压气机叶栅进行了流动控制[6-8]以及内部流动机理[9-13]的研究。……