压气机单级负荷的提升可以提高航空发动机的推重比,提升单级负荷一般通过增加扭速或提高叶尖轮缘速度,叶尖轮缘速度的提高将出现超音速压气机。超音速压气机流场中存在激波,激波一方面使得气流获得静压升提高压比,另一方面将直接带来激波损失,激波成为超音速压气机主要研究方向之一。本文以低反动度压气机首级动叶作为研究对象,提出叶型设计方法,并对其引入预压缩设计,探究预压缩对叶片气动性能和流场激波结构的影响。本文首先提出具有预压缩特征的大折转角叶型造型方法,其中叶型前半部分采用直接构造吸压力面造型方法方便引入预压缩设计,后半部分采用中弧线叠加厚度分布造型方法。然后,运用该造型方法完成100%叶高和75%叶高处叶型造型,进行薄层计算,在不同来流马赫下,探究预压缩长度对于叶型气动性能和流场激波结构的影响。结果表明:在较高来流马赫下,预压缩段的前部负曲率型线形成一系列微弱压缩波减弱激波强度,明显降低激波损失;预压缩段的后部正曲率型线抑制激波后附面层发展,可以有效减小叶型损失;随流量的降低,激波前移,预压缩减小激波损失的效益逐渐消失,且较短的预压缩长度,效益将提前消失。最后,本文进行三维叶片计算,探究100%叶高和75%叶高处的预压缩长度及深度对三维叶片气动性能及流场中激波结构的影响。结果表明:引入预压缩可以有效减弱激波强度,使激波打在叶片吸力面的位置后移,降低激波损失;存在一个较优预压缩长度,使得动叶压比基本保持不变,峰值效率提高同时拥有更宽的工作裕度;随着预压缩深度的增加,叶片的效率和压比基本保持不变,工作裕度不断增大。