气泡船用大型径向压缩叶轮结构设计

该径向压缩叶轮主要适配高速气泡船的动力增压系统，作为核心气动做功部件，承担着将进入流道的低压工质沿径向加速增压后输送至下游燃烧室的核心作用，在船舶高速航行工况下，需要持续承受高转速带来的离心载荷，同时要兼顾气流在叶道内的流动效率，避免出现大面积流动分离导致压比不足、能耗飙升的问题。从结构设计逻辑来看，整体采用环形轮盘搭配一体化铣削成型的弯扭叶片布局，叶片沿轮盘周向均匀排布，叶型从轮盘内侧进气边到外侧出气边采用空间变曲率设计，进气边做了小圆角过渡处理，能够匹配来流的进气角度，降低气流冲击损失；出气边的叶型角度经过多轮流场迭代修正，保证气流以预设角度排出，减少后续扩压段的流动损失。轮盘的内环面为安装基准面，加工有严格的形位公差要求，与主轴装配时采用过盈配合加端面定位的方式，能够在高转速下保证连接可靠性，避免运转过程中出现偏心振动。叶片的厚度从根部到顶部采用渐变设计，根部厚度更大以承载离心力带来的弯曲应力，顶部厚度收窄以降低叶顶间隙的泄漏损失，相邻叶片之间形成的收敛流道，能够让气流在流经过程中逐步完成动能到压力能的转换，匹配径向压缩机的压比需求。在实际船舶应用场景中，该部件长期处于高湿、高盐雾的工作环境，因此结构设计上避免了窄缝、死角等容易积存腐蚀介质的结构，所有转角位置都做了圆角过渡，既可以降低应力集中风险，也方便后续做表面防腐涂层处理。安装边界方面，轮盘的轴向尺寸经过严格控制，能够适配现有气泡船动力舱的轴向安装空间，不需要对周边的进气壳、扩压器结构做额外修改，可直接替换同规格的老旧压缩叶轮，在做三维建模过程中，完整还原了叶型的空间曲面特征、轮盘的安装止口尺寸、各部位的圆角过渡细节，能够直接用于后续的结构强度校核、流场仿真分析，也可作为同类径向压缩部件设计的参考原型，帮助设计人员快速梳理叶型设计、安装匹配的核心要点，减少前期方案迭代的重复工作量。