航空发动机压气机叶片为什么要扭？

圆柱面上的基元级

所以对压气机来说，每一个级都可以看做是有很多个基元级叠加而成，每一个基元级的气流分布都是不一样的，但是每个基元级的工作原理大致相同。有了基元级就有“平面叶栅”，将基元级展开成平面，图中上面一排是动叶片面叶栅，下面一排是静叶叶栅。平面叶栅一般作为研究压气机的基本单位，而研发新型的发动机往往都是从压气机开始，可想其重要性。

展开为平面的基元级

要引进速度三角形的原因就在于，压气机工作时要研究气流的运动就涉及到牵连运动（圆周转动），对于静叶叶栅的流动分析只要用到绝对坐标系，而研究动叶时必须考虑到气流相对于动叶的运动，即动叶在动，气流也在动，这是我们只能采用随着动叶一起运动的相对坐标系来研究其运动。叶栅的圆周运动就是理论力学中的牵连运动，有相关力学知识我们知道，绝对运动等于牵连运动和相对运动的矢量和。

即c=w+u ，c为绝对速度，w为相对相对速度，u为圆周速度

这个三角形是不是不太好懂，咱知道个概念就行。要放大招了哦！终极问题，都见过航空发动机压气机叶片吧。

那么压气机叶片为什么要扭呢？

为什么航空发动机叶片要扭呢？因为沿叶片的叶高各个基元级工作环境是不一样的，首先就圆周速度来讲，叶尖处圆周速度最大，叶根则是最小。所以流动参数、速度三角形也各不相同。我们所看到的压气机叶片都是扭的，从叶根到叶尖叶型弯角是不同的，而且叶型安放的斜度也不同。

如图所示，我们通常看到的压气机叶片就是这个样子，可以看到叶片尖部叶型弯角小，安装倾斜度大（叶片偏离轴向）；叶根的叶型弯角大，安装倾斜度小（叶片更接近轴向）。目的只有一个，就是让动叶减小其流动损失。怎么减小，就是要让这股“风”正对动叶（即要使得动叶的叶型进口几何方向对准相对来流的方向），怎么对准，答案就是扭了。

减小气流流动损失，要尽可能的让动叶出口处的总温、总压参数沿着叶高接近均匀的设计，减小气流惨混损失。这也就是所谓的等功设计，你想等功设计，那这个矛盾在哪，在叶根和叶高气流情况不同，我们要改变这种矛盾让矛盾朝有利的方面转化，所以我们设计上使得叶根有更大的弯角出气角，叶尖叶型弯角小出气角也小，以配合其当地的气流情况。以上就是航空发动机压气机叶片需要扭的原因了。

你可能会问弯角我明白些那啥是出气角?用来出气的吗？对它就是用来“出气”的，描述起来就就需要好几个概念了，简单来说就是描述气流出口方向的角。不光有出气角，还有进气角、气流转折角、攻角等等，研究气动是门高深的学问，在航发设计所里干压气机、干气动都是挺有难度的。你不能光靠设计靠仿真，航空发动机是试出来的，气动试验是很耗财耗力耗时的。仅限于科普，咱先把五大部件过一遍，后期再单独出几篇讲叶片的文章进行专门的介绍，欢迎大家继续关注阅读。

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