Ступень осевого компрессора (рис. 3-13) состоит из рабочего колеса (РК) и спрямляющего аппарата (СА). Лопатки обеих решеток по высоте обычно выполняются пространственными (закрученными). Геометрические размеры ступени определяются диаметром втулки и наружным диаметром. Течение газа в ступени осевого компрессора — течение через систему вращающихся и неподвижных лопаточных диффузоров c уменьшением относительных и абсолютных скоростей потока и ростом давления.
Развертка лопаточных решеток по среднему диаметру ступени и треугольники скоростей для этого сечения при осевом входе потока приведены на рис. 3-14. Треугольники отвечают расчетному режиму работы ступени по частоте вращения и расходу газа.
Рис. 3-13. Схема ступени осевого компрессора
Рис. 3-14. Развертка лопаточных решеток и треугольники скоростей для ступени осевого компрессора
Абсолютная скорость газа на входе в рабочее колесо С1 и окружная скорость и определяются так же, как для центробежной ступени. Предельные по условиям прочности лопаток значения окружной скорости на наружном диаметре 300—350 м/с.
Степень повышения давления в ступени осевого компрессора невелика. Обычно она не превышает 1,2—1,3. В этих условиях степень реактивности ступени может быть представлена в виде
,
где р1, р2, р3 — соответственно давление на входе в рабочее колесо, на входе в спрямляющий аппарат и на выходе из него. В большинстве случаев р = 0,6—0,9. Адиабатический к. п. д. ступени осевого компрессора 0,82—0,92.
Для получения повышенных давлений осевой компрессор выполняется в виде многоступенчатой конструкции, представляющей собой ряд последовательно работающих ступеней. При этом число ступеней в одном корпусе может доходить до 15, а общая степень повышения давления—до 10. Адиабатический к. п. д. многоступенчатого осевого компрессора 0,8—0,9. Корпус компрессора обычно выполняется литым из легких сплавов и имеет горизонтальный разъем. Ротор барабанного или дискобарабанного типа. Рабочие лопатки штампованные или литые из легких сплавов закрепляются в роторе с помощью профильных хвостовиков. Лопатки спрямляющих аппаратов, также выполняемые из легких сплавов, набираются в специальные обоймы или закрепляются непосредственно в корпусе. Ротор компрессора устанавливается в подшипниковые опоры качения или скольжения. Один из подшипников воспринимает осевое усилие. Ротор компрессора обычно выполняется с постоянным диаметром втулки или постоянным наружным диаметром. При этом относительный диаметр втулки
составляет 0,4—0,5 для первой ступени и 0,85—0,9 для последней.