航空涡轮发动机高推重比的发展方向对压气机部件性能提出了更高的要求。由于压气机要实现以更少的级数达到更高的压比,因此研制高负荷、高性能叶栅对提高压气机气动性能起着至关重要的作用。麻省理工学院完成了单级高负荷跨声速附面层抽吸式压气机的设计工作,标志着用单级风扇代替两级,甚至三级传统风扇成为可能。本文的主要研究任务是寻求只在静叶栅或者动叶栅中也进行简单控制的,满足负荷与效率的吸附式压气机转子的设计方法。首先在阐述超音速基元级的高负荷设计概念基础之上,将超音速叶片对气流的做功看成两个独立的部分:激波对气流做功与气流折转获得能量。并把中间的流动过程按照相对参数和绝对分别计算。其中相对参数的变化过程视为一维喷管流动。在为叶型设计提供了进出口气流角的同时,还确定了流道截面积的变化情况,确立了叶型的设计原则。其次,依据设计原则编制了一套完整的叶型设计与分析程序。对中弧线与厚度分布都采用了分段函数,并能够非常灵活地调整设计参数,以得到需要的各种叶型。提出了一种吸力面与压力面厚度分布单独确定,叶片型线与流道面积变化相结合的设计方法。最后,在考察加功量沿叶高分布等因素,以及叶片造型的具体细节以后,设计了两个不同的转子进行三维数值模拟。分别达到了88.78%的动叶等熵效率,3.27的总压比和88.7%的动叶等熵效率,3.09的总压比。前者的根部出口绝对马赫数为1.375,后者最大的出口绝对马赫数为1.2,并且两者的出口绝对气流角均在46度至60度之间。