【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種出口導流葉片、動力推進系統及其降噪方法。
技術介紹
1、隨著民用航空發動機產品的快速迭代與市場競爭的日趨激烈，高噪聲和大重量問題成為了所有研究企業繞不開的問題，發動機是否能合理減重，涉及到油耗這一核心競爭標準，而發動機在起飛及降落階段對機場的聲輻射水平，受限于國際民航組織(icao)的嚴苛要求，目前最新的適航噪聲條款要求新型民用客機采取更為苛刻的第五階段噪聲適航標準，比第四階段累積噪聲裕度進一步降低7db。兼顧氣動效率的低噪聲設計和輕量化設計在新一代航空發動機產品的設計階段變得越來越重要。
2、對于低噪聲設計，大涵道比高轉速渦輪風扇發動機一般風扇/壓氣機噪聲貢獻最大，其中轉靜干涉噪聲是其重要組成部分，在頻譜上它出現在bpf(blade?passingfrequency，葉片數與轉速頻率的乘積，又稱基頻)整數倍處，所以也稱為單音噪聲。
3、為了解決以上問題，現有的方案如圖1所示的，在燃氣渦輪發動機的風扇包括風扇轉子葉片1001、出口導流葉片1002，在進氣道、風扇機匣、外涵道的內壁面設置聲襯1004，針對上述單音噪聲進行聲能量吸收衰減，同時盡可能拓寬吸聲頻帶來兼顧寬頻。
4、聲襯是已獲得廣泛應用的最主要的傳播降噪技術，尤其適用于大涵道比民用渦扇發動機，現有的聲襯1004的結構如圖2a以及圖2b所示的，一般包括穿孔板1005、蜂窩腔1006和剛性背板1007組成，如圖2a以及圖2b所示(以單層，即單自由度聲襯結構為例)，它可以看作大量赫姆霍茲共振腔的排列組合。其中聲阻由微孔決定，
5、以上介紹的方案，其仍需進一步改善輕量化的性能，以在實現降噪的基礎上滿足燃氣渦輪發動機的輕量化的需求。
技術實現思路
1、本專利技術的一個目的在于提供一種出口導流葉片。
2、本專利技術的另一個目的在于提供一種動力推進系統。
3、本專利技術的再一個目的在于提供一種動力推進系統的降噪方法。
4、根據本專利技術的第一方面的一種出口導流葉片，包括葉片本體，所述葉片本體包括聲襯部；所述聲襯部沿所述出口導流葉片的前緣至尾緣的方向至少設置有多個聲襯區，至少包括第一聲襯區，以及位于所述第一聲襯區上游的第二聲襯區；其中，第一聲襯區包括多個第一共振腔、第二聲襯區包括多個第二共振腔，單個所述第一共振腔的面積大于單個所述第二共振腔。
5、在所述出口導流葉片的一個或多個實施例中，在前緣至尾緣的方向上，在相鄰的所述聲襯區中，位于相對下游的聲襯區的單個共振腔的面積大于位于相對上游的聲襯區的單個共振腔面積。
6、在所述出口導流葉片的一個或多個實施例中，在前緣至尾緣的方向上，在相鄰的所述聲襯區中，位于相對下游的聲襯區的共振腔的排列的列數、每列的共振腔的個數，均小于相對上游的聲襯區的共振腔面積。
7、在所述出口導流葉片的一個或多個實施例中，所述多個聲襯區為從前緣至尾緣的方向依次分布的第六聲襯區、第五聲襯區、第四聲襯區、第三聲襯區、第二聲襯區、以及第一聲襯區，對應目標衰減頻率為分別依次對應航空發動機適航工況的邊線工況單音噪聲二階基頻、一階基頻、航空發動機適航工況的飛越工況單音噪聲二階基頻、一階基頻、航空發動機適航工況的進場工況單音噪聲二階基頻、一階基頻。
8、在所述出口導流葉片的一個或多個實施例中，所述第一聲襯區的共振腔邊長為a，對應目標衰減頻率為航空發動機適航工況的進場工況單音噪聲一階基頻f，第二聲襯區的共振腔邊長為1/2a，對應目標衰減頻率為進場工況單音噪聲二階基頻2f，第三聲襯區的共振腔邊長為2/3a，對應目標衰減頻率為航空發動機適航工況的飛越工況單音噪聲一階基頻1.5f，第四聲襯區的共振腔邊長為1/3a，對應目標衰減頻率為航空發動機適航工況的飛越工況單音噪聲二階基頻3f，第五聲襯區的共振腔邊長為5/9a，對應目標衰減頻率為航空發動機適航工況的邊線工況單音噪聲一階基頻1.8f，第六聲襯區的共振腔邊長為5/18a，對應目標衰減頻率為航空發動機適航工況的邊線工況單音噪聲二階基頻3.6f。
9、在所述出口導流葉片的一個或多個實施例中，相鄰的聲襯區的連接區域包括膠接結構。
10、在所述出口導流葉片的一個或多個實施例中，所述共振腔為六邊形的蜂窩狀共振腔。
11、在所述出口導流葉片的一個或多個實施例中，所述聲襯部的表面具有穿孔，每個穿孔對應每個共振腔設置，共振腔的對應的目標衰減頻率通過以下公式得到：
12、
13、其中，f為目標衰減頻率，k為大于0的經驗系數，s為所述穿孔的面積，l為共振腔的長度，v為共振腔的體積。
14、在所述出口導流葉片的一個或多個實施例中，所述出口導流葉片通過增材制造一體成型。
15、根據本專利技術第二方面的一種動力推進系統，包括如第一方面所述的出口導流葉片。
16、在所述動力推進系統的一個或多個實施例中，所述動力推進系統為燃氣渦輪發動機，所述燃氣渦輪發動機包括風扇和/或壓氣機，所述風扇和/或壓氣機的出口端設置有所述出口導流葉片。
17、根據本專利技術第三方面的一種動力推進系統的降噪方法，動力推進系統包括風扇和/或壓氣機，所述降噪方法包括，在所述風扇和/或壓氣機的出口端設置如第一方面所述的出口導流葉片。
18、本專利技術的有益效果包括但不限于：
19、通過在出口導流葉片集成聲襯的結構，即葉片本體作為聲襯的剛性背板，實現了降噪結構的輕量化，同時，通過多個聲襯區，位于相對上游的聲襯區的單個共振腔的面積小于位于相對下游的聲襯區的共振腔的面積的結構，使得在實現降噪結構的輕量化的基礎上，降低了集成聲襯結構對出口導流葉片的氣動效率的影響，使得出口導流葉片在具有較高的氣動效率的基本功能的基礎上，實現了降噪結構的輕量化，另外，設置多個聲襯區兼顧對不同適航工況和/或不同階的基頻的噪聲的降噪，優化降噪結構的降噪效果。
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1.一種出口導流葉片(10)，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的出口導流葉片(10)，其特征在于，在前緣(101)至尾緣(102)的方向上，在相鄰的所述聲襯區(12)中，位于相對下游的聲襯區的單個共振腔的面積大于位于相對上游的聲襯區的單個共振腔面積。
3.如權利要求1所述的出口導流葉片(10)，其特征在于，在前緣(101)至尾緣(102)的方向上，在相鄰的所述聲襯區(12)中，位于相對下游的聲襯區的共振腔的排列的列數、每列的共振腔的個數，均小于相對上游的聲襯區的共振腔面積。
4.如權利要求1所述的出口導流葉片(10)，其特征在于，所述多個聲襯區(12)為從前緣(101)至尾緣(102)的方向依次分布的第六聲襯區(126)、第五聲襯區(125)、第四聲襯區(124)、第三聲襯區(123)、第二聲襯區(122)、以及第一聲襯區(121)，對應目標衰減頻率為分別依次對應航空發動機適航工況的邊線工況單音噪聲二階基頻、一階基頻、航空發動機適航工況的飛越工況單音噪聲二階基頻、一階基頻、航空發動機適航工況的進場工況單音噪聲二階基頻、一階基頻。
...【技術特征摘要】
1.一種出口導流葉片(10)，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的出口導流葉片(10)，其特征在于，在前緣(101)至尾緣(102)的方向上，在相鄰的所述聲襯區(12)中，位于相對下游的聲襯區的單個共振腔的面積大于位于相對上游的聲襯區的單個共振腔面積。
3.如權利要求1所述的出口導流葉片(10)，其特征在于，在前緣(101)至尾緣(102)的方向上，在相鄰的所述聲襯區(12)中，位于相對下游的聲襯區的共振腔的排列的列數、每列的共振腔的個數，均小于相對上游的聲襯區的共振腔面積。
4.如權利要求1所述的出口導流葉片(10)，其特征在于，所述多個聲襯區(12)為從前緣(101)至尾緣(102)的方向依次分布的第六聲襯區(126)、第五聲襯區(125)、第四聲襯區(124)、第三聲襯區(123)、第二聲襯區(122)、以及第一聲襯區(121)，對應目標衰減頻率為分別依次對應航空發動機適航工況的邊線工況單音噪聲二階基頻、一階基頻、航空發動機適航工況的飛越工況單音噪聲二階基頻、一階基頻、航空發動機適航工況的進場工況單音噪聲二階基頻、一階基頻。
5.如權利要求4所述的出口導流葉片(10)，其特征在于，所述第一聲襯區(121)的共振腔邊長為a，對應目標衰減頻率為航空發動機適航工況的進場工況單音噪聲一階基頻f，第二聲襯區(122)的共振腔邊長為1/2a，對應目標衰減頻率為進場工況單音噪聲二階基頻2f，第三聲襯區(123)的共振腔邊長為2/3a，對應目標衰減頻率為航空發動機適航工況的飛越工況單音噪聲一階基頻1.5f，第四聲襯區(...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張智，李旦望，邱昇，
申請(專利權)人：中國航發商用航空發動機有限責任公司，
類型：發明
國別省市：
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