航空发动机叶片精妙绝伦的设计 你知道吗？

众所周知，发动机作为飞机推进系统中的一个组成部分，是一种高度精密和复杂的热力机械，它的造价要远远的高于飞机中其他的部件。而航空发动机叶片更是发动机中的重中之重。

一、航空发动机叶片

首先，发动机中叶片主要分为四个部分：

扇叶、压气机叶片、高压涡轮叶片、低压涡轮叶片。你知道叶片在发动机中起多大作用吗？

发动机中对气体进行压缩和膨胀，并且以最高的效率产生强大的动力来推动飞机前进的工作的就是这众多的叶片。叶片是一种特殊的零件，它数量多，形状复杂，要求高，加工难度大，而且是故障多发的零件一直以来各发动机厂的生产的关键，因此对其投入的人力、物力、财力都是比较大的，而且国内外发动机厂家正以最大的努力来提高叶片的性能，生产能力及质量，以满足需要。

二、叶片的形状设计

说了这么多，你可能会有疑问了，既然叶片数量多，为什么不把它设计成直的规则图形，而是一个凹的曲线状呢？这样一来既减少了很多加工工艺，又降低了设计难度，可以减少很多成本。

为了解释这个问题，先给大家介绍一些基本的概念知识。

首先，什么是流道？下图是两个典型的流道图。

图1 压气机流道图

图2 涡轮流道图

其次，圆周速度的计算公式是什么？在流道中，由于在不同的半径上，圆周速度是不同的。

最后，什么是气流的攻角？气流的攻角是气流相对于叶片速度方向与叶片弦线夹角。

接下来解释叶片为什么一定要扭呢？

由于在流道中，不同半径上的圆周速度是不同的，那么就导致在不同的半径基元级中，气流的攻角相差极大。而在叶尖，由于半径大，圆周速度大，就造成很大的正攻角，结果使得叶型叶背产生严重的气流分离；在叶根，由于半径小，圆周速度小，造成很大的负攻角，结果使得叶型的叶盆产生严重的气流分离。

因此，对于直叶片来说，除了最近中径处的一部分还能工作之外，其余部分都会产生严重的气流分离，也就是说，用直叶片工作的压气机或涡轮，其效率是极其低劣的，甚至会达到根本无法运转的地步。

这也就是为什么叶片一定要扭的原因。

三、叶片技术的改良

由于叶片的好坏优劣直接决定飞机发动机的性能和质量，现如今，在叶片的设计和制造领域仍面临很多挑战。

叶片的设计技术日益更新和完善，那么就让我们对未来的叶片，未来的发动机拭目以待吧！

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