航空集成项目用轴流离心压缩机结构

在航空航天领域的集成动力系统测试环节，这类轴流离心组合式压缩机常被用作小推力集成动力单元的核心压气部件，负责为下游燃烧室提供满足压力、流量要求的压缩空气，直接决定整套动力单元的压缩比输出稳定性与工作效率边界。不同于常规工业级单级轴流或单级离心压缩机，该结构采用轴流级加离心级的组合压气方案，前端轴流段负责大流量进气的初步预压缩，通过渐缩型流道将进气速度能逐步转化为压力能，降低后续离心级的进气负荷，避免单级离心结构在大流量工况下容易出现的喘振边界收窄问题；后端离心级则通过叶轮的高速旋转对预压缩后的气流进一步做功，配合扩压器与蜗壳结构完成最终的压力提升，兼顾大流量进气能力与高压缩比输出需求。从安装适配角度看，该压缩机整体采用法兰对接式安装结构，后端连接法兰预留了均布的螺栓安装孔，可直接与基准安装座或下游燃烧室进气段对接，安装基准面与转子回转轴线的同轴度公差在设计时做了严格约束，能有效降低高速运转下的转子振动幅值，满足航空类动力部件高可靠性的安装要求。外形上采用流线型进气罩设计，进气口为圆滑过渡的喇叭口结构，可大幅降低进气阻力，减少进气紊流对叶轮工作状态的干扰，整体径向尺寸围绕转子回转轴线对称分布，轴向长度根据压气级的流道长度做了紧凑化设计，适配集成动力单元有限的舱内安装空间。设计阶段针对3D打印工艺做了结构适配，将原本需要拆分加工的多个流道部件、静子支撑结构做了一体化整合，减少了装配环节的连接接缝，既降低了装配累积误差对压气效率的影响，也能减少高压工况下的气体泄漏损失。转子部分的轴流叶片与离心叶轮采用同轴一体化设计，避免了分体式转子连接带来的动平衡调校难度，静子叶片与机匣的连接结构也做了简化处理，在保证结构强度的前提下尽可能降低整体重量，匹配航空类设备对部件重量的严苛要求。流道设计上，轴流段到离心段的过渡区域采用了光滑连续的型面设计，避免气流在级间出现突然的折转产生流动分离，保证气流在两级之间的流动顺畅性，有效降低流动损失，提升整机压气效率。