波纹度偏差对高负荷压气机叶型的影响

基于对压气机叶片局部加工质量的分析，针对描述波纹度的关键参数，提出了描述波纹度加工偏差的正弦函数数学模型。该模型针对叶片加工型面存在的“微小波纹”现象，用幅值、频率和初始相位高效直观地体现了波纹度的波纹高度、波纹宽度和波纹初始相位参数。以某发动机高负荷叶型为对象，采用数值模拟手段研究了波纹度偏差关键几何参数对压气机高亚声速叶型气动性能的影响规律及机理。结果显示：在波纹宽度与起始相位相同的前提下，攻角范围会随着波纹高度的增加而减小，叶背局部波纹高度增加会导致流动损失增加；加工质量差的波纹高度大且波纹宽度小的叶型性能退化最严重，Ma=0.8时损失系数相较于设计叶型至少升高24.2%。根据文中结果对现有加工工艺提出两点建议：其一，叶背波纹高度较小和波纹宽度较大，若能保证其中之一，能使得叶型性能下降程度不显著；其二，可根据叶型的低损失攻角范围选择性接受叶背起始加工偏差状态。