摘要
随着航空科技日新月异的发展，微型涡喷发动机在小型化、低成本和高性能的趋势下采用斜流压气机成为新的研究方向之一。斜流压气机兼具单级离心压气机与多级轴流压气机的优点，既能在有限尺寸下实现大流量、高压比，又可以降低成本，受到愈来愈多的重视。但是斜流压气机必须要有与之匹配的扩压器才能工作。因此，本文从实际应用中相对空白的一百公斤推力微型涡喷着手，完成了斜流压气机与交叉扩压器的设计，然后对压气级进行了正交优化与神经网络优化。本文所做核心内容如下： （1）依据航空发动机设计手册，选择入口轮毂直径、叶轮出口倾角、叶轮轴向长度、叶片厚度、叶尖间隙、叶片后掠角等参数，完成斜流压气机的设计和流场分析，并通过不同半径比研究了斜流情况下无叶扩压段长度对性能的影响； （2）选取无叶扩压段、叶片转弯扩压段的各项参数，完成交叉扩压器的设计并匹配斜流压气机进行组合仿真，分析压气级的流场，为后续的优化提供方向； （3）采用正交实验的方法进行优化，以效率、压比为优化目标进行分析。对比初始设计而言，以效率为目标的优化结果更为显著，其等熵效率提高了3.69%，压比提高2.4%，正交优化是有效的； （4）开展神经网络的优化工作。建立样本库，得到70组样本点。然后通过BP算法获得输入输出之间的映射关系、遗传算法全局寻优，以达成提高等熵效率和总压比的目的。与优化前相比，效率提高3.77%，压比提高7.5%。 通过正交优化、神经网络优化之后，最终得到了压比5.062、效率84.37%、流量1.50kg/s符合设计要求的斜流压气机与交叉扩压器，同时其尺寸不超过244毫米。因此，可以作为一百公斤推力微型涡喷发动机的核心动力部件。
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