FLADE带冠转子对超声速风扇性能影响分析及改进设计研究

风扇转子带冠可有效抑制弯掠叶片振动,但随着转子进口马赫数的不断提高,带冠结构对风扇流场及气动性能产生显著影响。本文基于叶尖风扇构型,选取某高负荷两级风扇为研究对象,结合单通道三维数值模拟,在设计转速工况下,分析了第2级转子带冠后对风扇工作特性的影响机理及规律,并探索了转子叶片积叠线和冠体型线优化对带冠转子性能的改善效果。计算结果表明:带冠转子所引起的进口相对马赫数变化,会引起叶顶端区流动恶化,出现大面积分离区域,导致风扇的稳定工作压比、效率和裕度都显著降低;带冠转子采用周向正弯的积叠线分布以及局部弯曲的冠体型线后,在设计转速各工况下有效抑制了叶顶端区分离流动,带冠转子工作性能相比于改进前得到明显改善,压比升高5.0%,效率提高1.6%,裕度提升5.3%。