一种能提高轴流式压气机性能的转子/可控静子运动机构

摘要

一种能提高轴流式压气机性能的转子/可控静子运动机构，包含由主轴带动的转子叶片排和以预定频率、振幅绕自身径向轴周期性摆动的可控静子叶片排，转子按传统压气机的结构转动，转子叶片相对后排静子叶片的位置由测量反馈系统提供，根据转子叶片相对后排可控静子叶片的位置，实时的通过驱动装置控制静子叶片不断的以预定的振幅摆动，与掠过它的转子叶片产生相互作用，提高载荷。静子叶片的摆动动力由主轴通过齿轮、万向节和凸轮作为传动装置提供，也可通过对静子叶片加装步进电机提供。这种机构相对转子/固定静子的机构，能通过转子和可控静子之间的相对运动产生非定常力，从而提高转子叶片的做功能力，增加整个压气机系统的压升系数和压比。

主权项

一种能提高轴流式压气机性能的转子/可控静子运动机构，包含由主轴带动的转子叶片排和以一定频率、振幅绕自身径向轴周期性摆动的可控静子叶片排，进气口通过进口导叶调节进气条件；为了达到提高转子叶片的做功性能，需要针对具体的叶片造型和转动速度，计算得到优化的静子叶片摆动幅度和相对转子叶片掠过时刻的相对摆动相位，而不合理的相位和摆动幅度起到负面的作用；摆动频率由转子转速和转子叶片数共同决定，其中f为摆动频率，N_r为转子转速，m为转子叶片数；在获得理论上的最优摆动相位和摆动幅度前提下，通过调节相应的齿轮传动或者电机传动系统，保证可控静子叶片按照所需的摆动频率和幅度配合转子叶片的转动，从而与转子叶片相互作用产生分非定常高升力，以提高其做功性能；它们之间的位置或结构连接关系是：转子按传统压气机的结构转动，转子叶片相对后排静子叶片的位置有测量反馈系统提供，根据转子叶片相对后排可控静子叶片的位置，实时的通过驱动装置和传动装置控制静子叶片不断的以预定的振幅摆动，与掠过它的转子叶片产生相互作用，提高载荷；所述转子叶片排是通常所采用的压气机转子叶片所述可控静子叶片排是通常所采用的压气机静子叶片，特点在于它在驱动装置的作用下，绕其径向轴做预定幅度的周期性往复摆动；其中，可控静子叶片排周期性摆动的频率范围是500；其中，可控静子叶片排周期性摆动的幅度范围是在正负10度；当转子叶片转动时，静子叶片绕其径向轴频率为500和幅度在正负10度内做简谐摆动；通过转子和可控静子叶片之间的相对运动，在转子叶片表面产生非定常升力，从而提高转子叶片的做功能力；进气口通过进口导叶调节进气条件，通过转子驱动主轴作为动力源，通过齿轮组传动机构传动以驱动静子的叶片的有规律摆动，并对静子叶片的摆动幅度、频率和相位加以控制；由于可控静子叶片对转子叶片的作用，改变了转子叶片的非定常载荷，是平均的升力系数大于静子保持固定静止的情况，提高做功能力；经过合理的可控静子摆动频率、幅度以及相位的优化，在不同流量系数下，系统的总压升系数都有提高。