本發(fā)明涉及葉輪機械技術，尤其涉及一種可吹氣葉片式旋流畸變發(fā)生器和發(fā)生方法。

背景技術：

目前的噴氣式戰(zhàn)斗機多采用腹部和兩側進氣，進氣道設計成S型，在戰(zhàn)斗機進行飛行，遭遇側風等特殊情況時，除了產生總壓，總溫畸變，還會形成旋流畸變。當氣流由進口進入進氣道后至少要面臨兩次轉彎，這不可避免的產生了氣流的橫向二次流動，最終發(fā)展成S彎進氣道內作三元渦旋流動的氣流。旋流畸變的流場雖然復雜，但都離不開幾種形式的旋流型式，即整渦旋流，對渦旋流，和偏置渦旋流。目前國內外對于旋流畸變已經開始了大量的研究。為研究旋流畸變對發(fā)動機性能和穩(wěn)定性的影響，研究人員發(fā)展了多種形式的旋流畸變發(fā)生裝置用于模擬旋流畸變。

20世紀80年代末，德國的Fottner等對旋流畸變進行了研究，發(fā)展了一種三角翼旋流畸變發(fā)生器，通過手動調節(jié)三角翼與來流的夾角產生不同強度的對渦。Soo-yang cho介紹了通過在風洞中加裝葉柵產生旋流的方法；B.A.Reichert在進氣道下壁面布置一排Y字型渦發(fā)生器來影響下游流場。腔式旋流畸變發(fā)生器是由Sheoran于2008年提出，在隨后幾年一直持續(xù)研究。這種旋流畸變發(fā)生器放置在壓氣機或者發(fā)動機的進口，將喇叭口包含在里面，通過簡單的改變腔體的外形，可以產生五種不同形式的旋流畸變：正向整體渦、反向整體渦，正向為主的偏置雙渦、反向為主的偏置雙渦、對渦，切向角最大可達58°。葉片式旋流畸變發(fā)生器以其結構簡單、成本低、調節(jié)方便的優(yōu)點，大量應用在旋流畸變的模擬實驗中。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種可吹氣葉片式旋流畸變發(fā)生器和發(fā)生方法，以實現(xiàn)在發(fā)動機進口模擬不同強度、結構形式的旋流畸變，不用停機、不用更換葉片就可以模擬不同形式旋流對發(fā)動機性能和穩(wěn)定性影響的試驗，降低試驗成本和時間。

一種可吹氣葉片式旋流畸變發(fā)生器，包括機匣，所述機匣沿圓周方向均勻設置葉片，所述葉片內部設置空腔，尾緣設置進氣口，所述進氣口設置進氣管，氣流經所述進氣口進入進氣通道，所述進氣通道與空腔連通，且連接處近似直角，氣流流經此處發(fā)生第一次方向改變，所述葉片前緣沿機匣切線方向設置出氣通道，并連通葉片上下兩側的出氣口，所述出氣通道內部設置方向調節(jié)擋板，氣流從空腔流入出氣通道后經方向調節(jié)擋板發(fā)生第二次方向改變，從出氣口噴出，所述方向調節(jié)擋板通過連接機構與步進電機的旋轉軸連接。

進一步的，所述葉片沿機匣中軸分為兩組，每組葉片的方向調節(jié)擋板連接一臺所述步進電機的旋轉軸。

進一步的，所述進氣管上設置流量閥，控制吹氣流量。

進一步的，所述進氣管前端設置空氣壓縮機，所述空氣壓縮機通過分氣裝置連接進氣管。

一種可吹氣葉片式旋流畸變發(fā)生方法，包括：

所述進氣管通入氣流，氣流經所述進氣通道流入，進氣通道與空腔連接處近似直角,氣流流經此處發(fā)生第一次方向改變并流入空腔，再從所述空腔流入出氣通道，所述出氣通道內設置方向調節(jié)擋板，兩組葉片方向調節(jié)擋板的旋轉方向和角度相同，且吹氣流量相同，氣流經所述方向調節(jié)擋板發(fā)生第二次方向改變，并從出氣口噴出，產生同向的整體渦；

所述進氣管通入氣流，氣流經所述進氣通道流入，進氣通道與空腔連接處近似直角,氣流流經此處發(fā)生第一次方向改變并流入空腔，再從所述空腔流入出氣通道，所述出氣通道內設置方向調節(jié)擋板，兩組葉片方向調節(jié)擋板的旋轉方向相反，角度相同，且吹氣流量相同，氣流經所述方向調節(jié)擋板發(fā)生第二次方向改變，并從出氣口噴出，產生強度相同的對渦；

所述進氣管通入氣流，氣流經所述進氣通道流入，進氣通道與空腔連接處近似直角,氣流流經此處發(fā)生第一次方向改變并流入空腔，再從所述空腔流入出氣通道，所述出氣通道內設置方向調節(jié)擋板，兩組葉片方向調節(jié)擋板的旋轉方向不同，角度不同，且吹氣流量相同，氣流經所述方向調節(jié)擋板發(fā)生第二次方向改變，并從出氣口噴出，產生偏置對渦。

進一步的，所述步進電機通過電腦或控制平臺控制。

本發(fā)明提出的一種可吹氣葉片式旋流畸變發(fā)生器和發(fā)生方法，可直接用于航空發(fā)動機旋流畸變試驗或壓氣機旋流畸變試驗，采用內部特殊形狀的葉片，通過主動吹氣形成噴氣效果，產生周向二次流，根據(jù)方向調節(jié)擋板開合的方向和角度可以改變旋流的結構，以產生不同形式的旋流畸變，通過控制氣流強度來改變旋流的強度；不用停機更換葉片，完成多種旋流畸變下的發(fā)動機試驗，降低試驗成本和時間；通過對吹氣流量的實時控制，能夠模擬旋流畸變的動態(tài)形成過程及對發(fā)動機的影響。

附圖說明

圖1是葉片的示意圖；

圖2是葉片的俯視圖；

圖3是葉片的左視圖；

圖4是本發(fā)明的主視圖；

圖5是步進電機的旋轉軸與方向調節(jié)擋板連接示意圖；

圖6是方向調節(jié)擋板示意圖。

其中，1-機匣，2-葉片，3-葉片安裝螺母，4-空腔，5-方向調節(jié)擋板，6-連接機構，7-步進電機，8-旋轉軸，9-進氣口，10-進氣管，11-出氣通道，12-流量閥，13-出氣口，14-進氣通道。

具體實施方式

一種可吹氣葉片式旋流畸變發(fā)生器，如圖4所示，包括機匣1，所述機匣1沿圓周方向均勻設置葉片2，通過葉片安裝螺母3安裝，所述葉片1內設置空腔4，尾緣設置進氣口9，如圖1所示，所述空腔4尾緣連接進氣管10，進氣口9設置進氣管10，氣流經所述進氣口9進入進氣通道14，進氣通道14與空腔4連通，且連接處近似直角，氣流流經此處發(fā)生第一次方向改變，所述葉片2前緣沿機匣1切線方向設置出氣通道11，出氣通道11連通葉片2前緣上下兩側的出氣口13，出氣通道11內設置方向調節(jié)擋板5，氣流從空腔4流入出氣通道11后經方向調節(jié)擋板5發(fā)生第二次方向改變，從出氣口13噴出形成噴氣效果，產生周向氣流并排出。方向調節(jié)擋板5通過連接機構6與步進電機7的旋轉軸8連接，連接機構如圖5所示。通過調整步進電機7的旋轉軸8的旋轉方向和角度，控制方向調節(jié)擋板5，通過調節(jié)方向調節(jié)擋板5的旋轉角度產生不同形式結構的旋流，如圖6所示，其中方向調節(jié)擋板5的旋轉角度范圍由葉片2前緣出氣口13和空腔4的具體尺寸決定。

進一步的，所述葉片2沿機匣1中軸分為兩組，每組葉片2的方向調節(jié)板5連接一臺所述步進電機7的旋轉軸8，所述步進電機7實現(xiàn)對方向調節(jié)擋板5的控制。

進一步的，所述進氣管10上設置流量閥12，通過流量閥12精準控制保證每個葉片2達到預期的吹氣流量，得到理想的旋流形式，其中，吹氣流量越大，氣流速度越大，則旋流畸變強度也就越大。

進一步的，所述進氣管10前端設置空氣壓縮機，所述空氣壓縮機通過分氣裝置連接進氣管。

一種可吹氣葉片式旋流畸變發(fā)生方法，包括：

所述進氣管通入氣流，氣流經所述進氣通道流入，進氣通道與空腔連接處近似直角,氣流流經此處發(fā)生第一次方向改變并流入空腔，再從所述空腔流入出氣通道，所述出氣通道內設置方向調節(jié)擋板，兩組葉片方向調節(jié)擋板的旋轉方向和角度相同，且吹氣流量相同，氣流經所述方向調節(jié)擋板發(fā)生第二次方向改變，并從出氣口噴出，產生同向的整體渦；

所述進氣管通入氣流，氣流經所述進氣通道流入，進氣通道與空腔連接處近似直角,氣流流經此處發(fā)生第一次方向改變并流入空腔，再從所述空腔流入出氣通道，所述出氣通道內設置方向調節(jié)擋板，兩組葉片方向調節(jié)擋板的旋轉方向相反，角度相同，且吹氣流量相同，氣流經所述方向調節(jié)擋板發(fā)生第二次方向改變，并從出氣口噴出，產生強度相同的對渦；

所述進氣管通入氣流，氣流經所述進氣通道流入，進氣通道與空腔連接處近似直角,氣流流經此處發(fā)生第一次方向改變并流入空腔，再從所述空腔流入出氣通道，所述出氣通道內設置方向調節(jié)擋板，兩組葉片方向調節(jié)擋板的旋轉方向不同，角度不同，且吹氣流量相同，氣流經所述方向調節(jié)擋板發(fā)生第二次方向改變，并從出氣口噴出，產生偏置對渦。

其中，吹氣流量越大，氣流速度越大，旋流畸變強度也就越大。

進一步的，所述步進電機通過電腦或控制平臺控制。