随着现代高性能压气机向跨声速、高负荷和小展弦比的方向发展,压气机的总压比和单级压比均有了显著的提升。然而,这也加强了叶栅流道内部的压力梯度,使流动更容易发生分离并产生较大的能量损失。本文从叶型和积叠线两方面对某跨声速压气机静叶进行了优化。在不同转速下对某单级跨声速压气机进行了数值研究,发现低流量工况下存在于静叶叶顶吸力面与机匣角区的气流分离是阻碍压气机性能提升,导致压气机级的失速的关键因素。为了改善静叶内部流动状态,首先从叶型的角度出发分别抽取5%、50%和90%叶高的叶片叶型并转化为二维叶型,实现基于双三次多项式中弧线和厚度分布规律的叶型重构。构建了叶型几何参数与叶型气动性能之间的数学映射关系,并进行了全局寻优,得到每个叶高截面的优化叶型。平面叶栅实验结果显示,在可用冲角范围基本不变的情况下,5%叶高和90%叶高的优化叶型可用冲角范围向负冲角方向移动,提升了叶型在负冲角工况下气动性能,50%叶高优化叶型使得叶型损失明显下降,最小损失冲角由-2°改变为0°。将叶型优化结果返回到静叶中,使压气机级失速流量降低,提升了级的失速裕度。其次,从积叠线的角度出发对静叶进行了优化。构建了积叠参数与级性能之间的关系,并进行了全局寻优。积叠线优化静叶使该跨声速级在设计转速下从设计点到近失速点之间的总压比和绝热效率明显的提升,失速流量降低,同时设计点到堵塞点之间性能基本不变。将叶型优化结果与积叠线优化结果叠加得到最终优化静叶,获得了两种静叶优化方式对级性能提升作用的叠加,证明了叶型优化与积叠线优化的相互独立性,为高负荷压气机静叶全三维优化提供了新的方向,有效地压缩了样本空间。将最终静叶与前期动叶优化结果组合成新的压气机级,改善了优化动叶与原型静叶组合导致的在设计转速下设计点到失速点之间绝热效率下降明显和失速裕度降低的问题,提升了总压比,同时保持了单独动叶优化级较原型级在堵塞点到设计点之间的性能提升,说明优化静叶对流场控制起到了积极作用,达到了预期效果。