反推力装置导流叶栅叶片入口气流角几何入口角确定方法与流程

1.本技术属于领域，具体涉及一种反推力装置导流叶栅叶片入口气流角几何入口角确定方法。


背景技术：

2.为缩短飞机的着陆滑跑距离，设计有航空发动机反推力装置，主要包括阻流门、导流叶栅，阻流门铰接在外涵外壁的开槽中，具有：
3.正推态，阻流门封堵外涵外壁上的开槽，构成外涵外壁的一部分，航发动机外涵气流能够正常排出，为飞机提供推力；
4.反推态，阻流门向外涵外壁内侧偏转，将航空发动机外涵阻断，使外涵气流自外涵外壁上的开槽，经导流叶栅排出，可为飞机提供反推力，以此能够缩短飞机的着陆滑跑距离，如图1所示。
5.导流叶栅在航空发动机反推力装置处于反推态时，对气流进行加速及转向，进而产生反推力，导流叶栅的气动性能直接决定了航空发动机反推态下，对飞机的反推效率，导流叶栅的最佳攻角范围越宽，其通道内流动损失越小，其气动性能与来流攻角适应性越强。
6.导流叶栅的入口气流角直接影响其气动性能，实际中导流叶栅的入口气流角从前至后存在较大的差异，其叶片工作的条件不尽相同，将叶片进行简单阵列排布，不能够保证叶片全部工作在最佳攻角范围，导致叶栅通道内出现分离及漩涡，致使叶栅通道流通能力降低，甚至于发生堵塞，对气流的折转效率下降、流动损失增加，对飞机的反推效率降低。
7.由于航空发动机反推力装置及其导流叶栅，涉及的构件较大，结构复杂，处于反推态时流动复杂，叶片入口气流角与气动性能通常并不能形成强关联关系，当前，多是依据初步排布方案进行三维流场仿真分析结果，进行优化调整，进而设计叶片几何入口角，该种技术方案，需要进行大量的数值计算与迭代设计，耗时、费力，难以满足航空发动机反推力装置及其导流叶栅快速设计、迭代的需求。
8.鉴于上述技术缺陷的存在提出本技术。
9.需注意的是，以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本技术的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本技术的新颖性和创造性。


技术实现要素：

10.本技术的目的是提供一种反推力装置导流叶栅叶片入口气流角几何入口角确定方法，以克服或减轻已知存在的至少一方面的技术缺陷。
11.本技术的技术方案是：
12.一方面提供一种反推力装置导流叶栅叶片入口气流角确定方法，包括：
13.l＝c1·
l0时，β1＝a1·
β
a-b1；其中，0≤c1≤0.01，0.99≤a1≤1.01，1.99
°
≤b1≤2.01
°
；
14.l＝c2·
l0时，β1＝a2·
β
a-b2；其中，0.05≤c2≤0.06，0.65≤a2≤0.75，-0.01
°
≤b2≤0.01
°
；
15.l＝c3·
l0时，β1＝a3·
β
a-b3；其中，0.80≤c3≤0.85，1.15≤a3≤1.35，-0.01
°
≤b3≤0.01
°
；
16.l＝c4·
l0时，β1＝a4·
β
e-b4；其中，0.90≤c4≤0.97，1.2≤a4≤1.6，-0.01
°
≤b4≤0.01
°
；
17.l＝c5·
l0时，β1＝a5·
β
e-b5；其中，0.99≤c5≤1，0.99≤a5≤1.01，20
°
≤b5≤30
°
；
18.其中，
19.l为叶片至导流叶栅前端的距离；
20.l0为导流叶栅的轴向长度；
21.β1为叶片入口气流角；
22.βa为外涵外壁型线与轴线的夹角；
23.βe为反推态时，阻流门型线与轴线的夹角。
24.根据本技术的至少一个实施例，上述的反推力装置导流叶栅叶片入口气流角确定方法中，c1＝0，a1＝1，b1＝2
°
；
25.c2＝0.055，a2＝0.70，b2＝0
°
；
26.c3＝0.825，a3＝1.25，b3＝0
°
；
27.c4＝0.935，a4＝1.40，b4＝0
°
；
28.c5＝1，a5＝1，b5＝25
°
。
29.另一方面提供一种反推力装置导流叶栅叶片几何入口角确定方法，包括：
30.基于任一上述的反推力装置导流叶栅叶片入口气流角确定方法，确定叶片入口气流角β1；
31.计算叶片几何入口角β
1k
＝β
1-i，i＝-5
°
～-10
°
；
32.其中，
33.i为叶片攻角。
34.根据本技术的至少一个实施例，上述的反推力装置导流叶栅叶片几何入口角确定方法中，i＝-7.5
°
。
附图说明
35.图1是本技术实施例提供的航空发动机反推力装置处于反推态时的示意图；
36.图2是图1的a-a向局部剖视图；
37.图3是本技术实施例提供的导流叶栅的示意图；
38.图4是本技术实施例提供的叶片几何入口角、入口气流角、攻角的关系示意图；
39.图5是本技术实施例提供的反推力装置导流叶栅叶片入口气流角确定方法的示意图；
40.其中：
41.β1为叶片入口气流角，是叶片入口气流方向与轴线的夹角；
42.β
1k
为叶片几何入口角，是叶片叶形几何型线切线与轴线的夹角；
43.i为叶片攻角；
44.β1为叶片入口气流角；
45.βa为外涵外壁型线与轴线的夹角；
46.βe为反推态时，阻流门型线与轴线的夹角；
47.l为叶片至导流叶栅前端的距离；
48.l0为导流叶栅的轴向长度。
49.为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸，此外，附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
具体实施方式
50.为使本技术的技术方案及其优点更加清楚，下面将结合附图对本技术的技术方案作进一步清楚、完整的详细描述，可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅是本技术的部分实施例，其仅用于解释本技术，而非对本技术的限定。需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本技术相关的部分，其他相关部分可参考通常设计，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的技术特征可以相互组合以得到新的实施例。
51.此外，除非另有定义，本技术描述中所使用的技术术语或者科学术语应当为本技术所属领域内一般技术人员所理解的通常含义。本技术描述中所使用的“上”、“下”、“左”、“右”、“中心”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等表示方位的词语仅用以表示相对的方向或者位置关系，而非暗示装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，当被描述对象的绝对位置发生改变后，其相对位置关系也可能发生相应的改变，因此不能理解为对本技术的限制。本技术描述中所使用的“第一”、“第二”、“第三”以及类似用语，仅用于描述目的，用以区分不同的组成部分，而不能够将其理解为指示或暗示相对重要性。本技术描述中所使用的“一个”、“一”或者“该”等类似词语，不应理解为对数量的绝对限制，而应理解为存在至少一个。本技术描述中所使用的“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
52.此外，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，在本技术的描述中使用的“安装”、“相连”、“连接”等类似词语应做广义理解，例如，连接可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，领域内技术人员可根据具体情况理解其在本技术中的具体含义。
53.下面结合附图1至图5对本技术做进一步详细说明。
54.导流叶栅前几排通道入口气流角β1主要是受外涵外壁导流、扩压作用影响，与外涵外壁型线与轴线的夹角βa强相关，随着轴向长度的改变，外涵外壁的导流、扩压作用减弱，入口气流角β1会逐渐减小；
55.当导流叶栅达到一定距离时，入口气流角β1会下降至极小值，其后会逐渐增大；
56.导流叶栅后几排通道入口气流角β1主要受阻流门前方巨大漩涡的影响，角度较大。
57.基于上述，本技术实施例提供一种反推力装置导流叶栅叶片入口气流角确定方法，将从前至后的叶片入口气流角，具体归纳为关于叶片至导流叶栅前端的距离l的分段一
次函数，具体如下：
58.l＝c1·
l0时，β1＝a1·
β
a-b1；其中，c1＝0，a1＝1，b1＝2
°
，具体参见图5中a点位置；
59.l＝c2·
l0时，β1＝a2·
β
a-b2；其中，c2＝0.055，a2＝0.70，b2＝0
°
，具体参见图5中b点位置；
60.l＝c3·
l0时，β1＝a3·
β
a-b3；其中，c3＝0.825，a3＝1.25，b3＝0
°
，具体参见图5中c点位置；
61.l＝c4·
l0时，β1＝a4·
β
e-b4；其中，c4＝0.935，a4＝1.40，b4＝0
°
，具体参见图5中d点位置；
62.l＝c5·
l0时，β1＝a5·
β
e-b5；其中，c5＝1，a5＝1，b5＝25
°
，具体参见图5中e点位置。
63.上述反推力装置导流叶栅叶片入口气流角确定方法，基于导流叶栅所在外涵流场的实际，综合考虑外涵外壁、阻流门的影响，将叶片入口气流角β1，拟合为外涵外壁型线与轴线的夹角βa、反推态时阻流门型线与轴线的夹角βe，关于叶片至导流叶栅前端的距离l与导流叶栅的轴向长度l0相对关系的一次分段函数，各项含义明确，以此对反推力装置导流叶栅叶片入口气流角确定，具有较高的效率，且经试验及其仿真验证具有较高的准确性，可满足快速设计、迭代的需求。
64.由于航空发动机反推力装置导流叶栅为收敛通道，叶片需高效实现气流大折转功能，尽量减小气流分离和堵塞，确保通道的流通能力，叶片通常设计在负攻角范围内工作，基于上述实施例公开的反推力装置导流叶栅叶片入口气流角确定方法，本技术实施例提供一种反推力装置导流叶栅叶片几何入口角确定方法，具体如下：
65.基于上述实施例公开的反推力装置导流叶栅叶片入口气流角确定方法，确定叶片入口气流角β1；
66.计算叶片几何入口角β
1k
＝β
1-i，i＝-5
°
～-10
°
；
67.其中，
68.i为叶片攻角，其具体取值可由相关技术人员在应用本技术公开的技术方案时，根据具体实际进行确定，通常可取-7.5
°
。
69.对于上述实施例公开的反推力装置导流叶栅叶片几何入口角确定方法，其是基于上述实施例公开的反推力装置导流叶栅叶片入口气流角确定方法实施，描述的较为简单，具体相关之处可参见反推力装置导流叶栅叶片入口气流角确定方法部分的相关说明，其技术效果也可参考反推力装置导流叶栅叶片入口气流角确定方法相关部分的技术效果，在此不再赘述。
70.说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
71.至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本技术的技术方案，领域内技术人员应该理解的是，本技术的保护范围显然不局限于这些具体实施方式，在不偏离本技术的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本技术的保护范围之内。