(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210895279.9 (22)申请日 2022.07.26 (71)申请人 中国航发沈阳发动机 研究所 地址 110015 辽宁省沈阳市沈河区万 莲路1 号 (72)发明人 张海洋　韩方军　邵帅　王相平　 王华　陈育志　李莹　李晓冲　 肇启文　 (74)专利代理 机构 北京航信高科知识产权代理 事务所(普通 合伙) 11526 专利代理师 王伟立 (51)Int.Cl. G06F 30/15(2020.01) G06F 30/17(2020.01) G06F 30/20(2020.01)G06F 119/18(2020.01) G06F 119/20(2020.01) (54)发明名称 一种航空发动机风扇转子叶片前缘抗鸟撞 设计方法 (57)摘要 本申请提供了一种航空发动机风扇转子叶 片前缘抗鸟撞设计方法， 包括： 鸟撞状态后的风 扇转子叶片鸟撞仿真分析或者试验， 获得鸟撞击 后的风扇转子叶片前缘损伤情况； 对鸟撞后的风 扇转子叶片前缘损伤情况进行评价； 根据损伤评 价结果， 确定薄弱部位； 提取薄若部位的叶片前 缘损伤变形区域及参数； 提取所述损失变形区域 范围内的厚度及其分布曲线； 将所述损失变形区 域范围内的厚度进行增大； 开展改进后的风扇转 子叶片鸟撞仿真分析， 获得鸟撞击后的叶片前缘 损伤情况； 如果叶片前缘损伤未出现超过设计要 求的损伤， 则叶片前缘抗鸟撞设计结束； 若 叶片 前缘损伤超 出了设计要求的损伤， 降低气动性能 设计要求， 增加叶片前缘区域厚度直至满足设计 要求。 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 CN 115114736 A 2022.09.27 CN 115114736 A 1.一种航空发动机风扇转子叶片前缘 抗鸟撞设计方法， 其特 征在于， 所述方法包括： S1、 针对需要评估的所有鸟撞状态开展风扇转子叶片鸟撞仿真分析或者试验， 获得所 有评估状态下鸟撞击后的风扇转子叶片前缘损伤情况； S2、 对鸟撞后的风扇转子叶片前缘损伤情况进行评价， 若叶片前缘损伤未出现超过设 计要求的损伤， 则叶片前缘抗鸟撞设计结束； 若叶片前缘损伤超出了 设计要求的损伤， 则进 入下一步； S3、 根据所有评估状态下鸟撞击后的叶片前缘损伤评价结果， 确定叶片前缘抗鸟撞 的 薄弱部位， 确定所述薄弱部位在所有评估状态中鸟撞损伤最大的状态以及对应的损伤情 况； S4、 根据鸟撞损伤最大的状态以及对应的损伤情况提取叶片的损伤变形区域及所述损 伤变形区域的参数； S5、 提取所述损失变形区域范围内的厚度及其分布曲线； S6、 将所述损失变形区域范围内的厚度进行增大， 然后进行气动整体光顺和气动优化 设计； S7、 优化后的风扇转子叶片开展所有评估状态下的风扇转子叶片鸟撞仿真分析， 获得 所有评估状态下鸟撞击后的叶片前缘损伤情况； S8、 针对步骤7获得的所有评估状态下叶片前缘损伤情况进行评价， 如果叶片前缘损伤 未出现超过设计要求的损伤， 则叶片前缘抗鸟撞设计结束； 若叶片前缘损伤超出了设计要 求的损伤， 降低气动性能设计要求， 增加叶片前缘区域厚度， 并重复步骤3～步骤8， 直至满 足设计要求。 2.如权利要求1所述的航空发动机风扇转子叶片前缘抗鸟撞设计方法， 其特征在于， 上 述叶片前缘损伤包括凹陷、 撕裂、 掉 块。 3.如权利要求1所述的航空发动机风扇转子叶片前缘抗鸟撞设计方法， 其特征在于， 所 述损伤变形参数包括叶片前缘凹陷变形的径向区域H和沿叶型长度区域 L。 4.如权利要求3所述的航空发动机风扇转子叶片前缘抗鸟撞设计方法， 其特征在于， 所 述损失变形区域 范围内的厚度为hij， 式中， i表示径向高度范围内径向位置编号， j 表示叶型 方向范围内叶型 方向位置编号。 5.如权利要求4所述的航空发动机风扇转子叶片前缘抗鸟撞设计方法， 其特征在于， 步 骤S5中提取的损失变形区域范围比步骤S4中提取的叶片损失变形区域增大 预定值。 6.如权利要求5所述的航空发动机风扇转子叶片前缘抗鸟撞设计方法， 其特征在于， 所 述预定值 为10％。 7.如权利要求4至6任一所述的航空发动机风扇转子叶片前缘抗鸟撞设计方法， 其特征 在于， 所述损失变形区域范围内的厚度进行增大的过程包括： a)若有相似结构且抗鸟撞能力满足要求的叶片， 则参考该叶片对应区域范围内的厚度 hij进行增厚设计； b)若无相似结构且抗鸟撞能力满足要求的叶片， 则首先在 保证叶型光顺设计和气动性 能设计基础上加厚最 前缘厚度hij， 然后在保证叶型光顺设计和气动性能设计情况下按照最 大加厚极限对步骤S5中提取的薄弱部位变形区域范围厚度hij进行加厚。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115114736 A 2一种航空发动机风扇转子叶片前缘抗鸟撞设计方 法 技术领域 [0001]本申请属于航空发动机技术领域， 特别涉及一种航空发动机风扇转子叶片前缘抗 鸟撞设计方法。 背景技术 [0002]航空发动机鸟撞一直是严重危害飞机飞行安全的重大事故， 航空发动机鸟撞后， 飞鸟会撞击到发动机进口的风扇转子叶片， 导致风扇转子叶片被撞击位置的前缘出现凹 陷、 变形、 撕裂裂纹、 掉块、 断裂等情况， 引起 发动机推力下降， 有时可引起 发动机二次损伤， 甚至出现非包容严重事故， 因此航空发动机风扇叶片抗鸟撞能力成为发动机设计的一项重 要考核指标。 [0003]鸟撞后主要损伤叶片前缘， 因此前缘抗鸟撞设计成为叶片抗鸟撞设计的最重要内 容之一。 [0004]对于叶片前缘的抗鸟撞设计， 现有技术中通过调整叶片前缘角 度来实现， 但该方 法一般只适合叶片的初步设计阶段； 且调整叶片前缘角度对叶片的气动性能影响较大， 不 适合气动要求较高的发动机 。 发明内容 [0005]本申请的目的是提供了一种航空发动机风扇转子叶片前缘抗鸟撞设计方法， 以解 决或减轻背景技 术中的至少一个问题。 [0006]本申请的技术方案是： 一种航空发动机风扇转子叶片前缘抗鸟撞设计方法， 所述 方法包括： [0007]S1、 针对需要评估的所有鸟撞状态开展风扇转子叶片鸟撞仿真分析或者试验， 获 得所有评估状态下鸟撞击后的风扇转子叶片前缘损伤情况； [0008]S2、 对鸟撞后的风扇转子叶片前缘损伤情况进行评价， 若叶片前缘损伤未出现超 过设计要求的损伤， 则叶片前缘抗鸟撞设计结束； 若叶片前缘损伤超 出了设计要求的损伤， 则进入下一 步； [0009]S3、 根据所有评估状态下鸟撞击后的叶片前缘损伤评价结果， 确定叶片前缘抗鸟 撞的薄弱部位， 确定所述薄弱部位在所有评估状态中鸟撞损伤最大的状态以及 对应的损伤 情况； [0010]S4、 根据鸟撞损伤最大的状态以及对应的损伤情况提取叶片的损伤变形区域及所 述损伤变形区域的参数； [0011]S5、 提取所述损失变形区域范围内的厚度及其分布曲线； [0012]S6、 将所述损失变形区域范围内的厚度进行增大， 然后进行气动整体光顺和气动 优化设计； [0013]S7、 优化后的风扇转子叶片开展所有评估状态下的风扇转子叶片鸟撞仿真分析， 获得所有评估状态下鸟撞击后的叶片前缘损伤情况；说　明　书 1/4 页 3 CN 115114736 A 3