在压气机叶栅内气流三维流动过程中，二次流的产生和发展不仅直接影响叶栅中的能量损失和压气机的效率，也影响了压气机的稳定性。翼刀技术以直接影响流道内气流的横向流动和叶展方向流动的发展状况从而在控制二次流方面有着显著的效果，对其进行详细深入的机理性研究，是探讨翼刀技术控制叶栅二次流损失的方法和机理不可缺少的基础。研究的目的不仅是为了获得对二次流旋涡模型实际结构的完整描述，更重要的是阐述各种涡系和各种损失产生的机理，为降低损失、改善叶栅气动性能提供依据。 本文在低速大尺度风洞上实验研究了安装不同参数(翼刀长度，翼刀高度，轴向位置和周向位置)的端壁翼刀和吸力面翼刀(翼刀长度，轴向位置和周向位置)的平面压气机叶栅中的流动，实验叶栅由CDA(可控扩散叶型)叶片组成。在设计冲角情况下，采用五孔探针详细测量了叶栅流场，并采用墨迹显示方法作了流场显示。研究了翼刀长度、高度及周向或叶展方向位置对叶栅内二次流的影响；分析了安装端壁翼刀后叶栅壁面和横截面上流动的拓扑结构，得出了常规叶栅和安装翼刀后叶栅的旋涡结构。同时也分析了不同冲角下端壁翼刀和吸力面翼刀对压气机叶栅内二次流的影响情况，得到了冲角变化时最佳翼刀位置的变化规律。 在端壁翼刀的各项参数之中，周向位置对叶栅的影响最大，叶栅总损失随翼刀的周向位置变化而改变，叶栅总损失降低的最佳周向位置是翼刀距离叶片吸力面70％节距，叶栅总损失与常规叶栅相比降低了9～14％，降低的幅度与轴向位置、翼刀长度、高度均有关，但最佳周向位置不随翼刀的高度改变而改变。在最佳周向位置安装翼刀的叶栅，可以使常规叶栅原来的吸力面/端壁角区的一个高损失区“分解”为两个损失区域，将原来吸力面/端壁角区的一部分损失“转移”到翼刀的安装位置，从而使叶栅吸力面/端壁角区的流动得到了一定程度的改善，这对于控制压气机中的角区分离现象是比较有利的，并且这种“转移”的趋势随着翼刀高度的增加而增大。随着翼刀高度的增加，叶栅总损失降低的程度呈减小趋势。在最佳周向位置安装翼刀后的压气机叶栅在一定的冲角范围内(-9°～+6°)的总损失值均比常规叶栅的低。也就是说，安装翼刀的叶栅具有良好的变冲角特性。 流场显示和拓扑结构分析表明，对于安装端壁翼刀的叶栅来说，其壁面流谱中共有结点19个，鞍点21个。在5％轴向弦长处的横截面上共有结点12个，半鞍点22个；在49％轴向弦长处的横截面上共有结点12个，半鞍点20个，鞍点1个；在93％轴向弦长处的横截面上共有结点10个，半鞍点16个，鞍点1个，奇点数量和位置的变化体现了涡系结构的演变。气流在绕流翼刀前缘凸凹两侧时分成两个分支，翼刀前缘凸起侧分支在流道内横向压力梯度的作用下靠近并越过翼刀顶部，由于翼刀两侧的压差与流道内横向压力梯度方向相反，气流卷曲形成比较弱的翼刀涡Vf；翼刀凹侧的分支随着端壁附面层的横向流动逐渐耗散后沿流向进入通道涡。马蹄涡的压力面分支跨越翼刀同样由于翼道两侧的压差被减弱后进入通道涡，而比较弱的翼刀涡Vf在这一过程中得到了加强。由于流道内横向压力梯度的降低，通道涡的强度被减弱。马蹄涡的吸力面分支爬上吸力面的起始位置向下游推移，沿叶高向叶片中部流动的范围减少，吸力面壁面脱落涡Vxlm位置向下游和端壁靠拢，进而吸力面/端壁角区的流动得到了改善。 吸力面翼刀的存在，阻断了端壁附面层向叶片吸力面/端壁角区流动后沿叶片吸力面的叶展方向流动，有效地控制了通道涡对叶片吸力面上的附面层的卷吸。通过流动显示结果和出口截面测量结果分析，安装吸力面翼刀后，在翼刀上下两侧形成了一对旋涡，翼刀下部的旋涡减小了叶栅前缘马蹄涡的吸力面分支沿吸力面向上爬升的范围，从而减弱了吸力面壁面涡，吸力面上的流动得到了一定程度上的改善。在零冲角下，安装吸力面翼刀的叶栅总损失随翼刀的安装位置变化，存在使叶栅损失降低的最佳安装位置(距离叶栅端壁20％相对叶高)，可以使叶栅总损失降低大约5％。冲角变化时，使叶栅总损失降低的翼刀安装位置发生变化，在正冲角下向叶栅中部移动；在负冲角下则向端壁方向靠拢。