斜流压气机兼顾轴流式压气机大流量、高效率、小迎风面积和离心式压气机高压比、大工作范围的优点,在小推力级军用涡扇及高推重比民用/军用涡轴发动机上具有很广阔的运用前景。在斜流压气机气动设计中,转子设计主要面临叶尖相对马赫数高,叶尖泄漏流损失严重等问题。由于静子进口有较大的径向气流角,同时需要大的叶型弯角来实现较大气流转角导致载荷较大,气流在吸力面尤其是叶根处容易形成大范围流动分离,导致静子损失较大、压气机级效率较低。本文针对斜流压气机在气动设计中面临的气动问题,采用自动优化方法分别对转、静子进行设计点优化设计,再通过手动调整静子结构提升压气机失速裕度,最终得到一台性能良好,稳定工作裕度较大的斜流压气机级。本文首先对设计过程中采用的基于遗传算法的自动优化平台进行简单介绍;并分析了原始压气机特性、设计点转子、静子性能及流场结构,初步明确优化进行方向。转子及静子设计采用整体优化和局部优化相结合,优化过程中将转/静子叶片与子午面流道耦合,并通过权重系数将多目标优化转换为单目标优化。数值计算结果表明:以设计点性能为目标进行优化设计可实现压气机设计点高性能,同时非设计点性能也得到一定提升。转子经两轮优化后设计点压力面激波消除且波前马赫数下降,叶尖处流场结构改善损失降低,转子设计点效率由89.28%提升至91.07%,裕度由3.06%增加到5.18%。对优化后转子匹配的静子进行两轮设计点优化设计后,静子叶中截面以下吸力面流动分离得到抑制,静子总压损失系数由33.56%降低到18.07%,压气机级性能由78.83%提升至84.07%。针对优化所得压气机级裕度较小问题,调整静子稠度和进口气流角。数值计算结果表明:该压气机静子最佳叶片数为100,而采用负攻角设计可以有效提升压气机失速裕度。最终压气机稳定工作裕度由3.73%增加到7.91%。