借祥子和SITU的图说说涡轮叶片的冷却。

航空发动机的推力大小与涡轮前温度有直接的关系，进气温度越高涡轮发出的功率也越大，发动机的总体性能就越好。因此涡轮前温度的高低是影响发动机性能好坏的一个重要循环参数。为了提高推力，工程师们想尽办法提高涡轮前温度，但是涡轮叶片和涡轮导向叶片长期处于高温燃气冲击和侵蚀下，特别是涡轮叶片还要还承受高速旋转带来的离心力，导向器叶片和涡轮叶片的材料会承受不了，这又限制了燃气温度的提高，从而影响发动机性能的提高。
毛子的31F发动机研制时由于性能始终未达标，被迫提高涡轮前温度，为此专门设计了一套类似冰箱冷凝器的降温系统，实属不得已而为之。
为了克服上述的矛盾，人类采取了两种方式来实现提高涡轮前温度的目标，一个是提高涡轮叶片材料的耐高温性能；另一个是提高涡轮叶片的冷却效果。因此涡轮前温度也成为划分发动机代差的重要指标，例如第三代和第四代发动机的涡轮前温度差200度左右。
发动机材料的进步大家可能都听说过什么定向凝固、单晶叶片、镍基高温合金、含铼高温合金等等名词，目前已经发展了好几代了。而涡轮叶片和导向器叶片的冷却主要是通过从压气机引出高压空气对导向器叶片和涡轮叶片进行气冷，迄今为止气冷结构也发展了好几代，就是不断改进叶片内部冷却通道的结构和冷却方式来提高叶片的冷却效果。
其实国内是较早开始涡轮叶片冷却研究和运用的，早在涡喷7时期就研制了单通道、内部冷却的冷却结构，由冷空气把热量带走，从而把涡轮前温度提高了100度左右。现在太行发动机的导向器叶片和涡轮叶片的冷却方式已经实现多通道、多路内部冷却和气膜冷却的综合冷却方式，实现了较高的涡轮前温度提升，而在导向器叶片上往往还有耐高温、耐冲刷的涂层。
本届航展上展出的涡轮叶片和导向器叶片基本上都是半成品，展示的冷却方式都是各种结构的内部冷却方式，而气膜冷却需要在叶片受高温气流冲刷的工作表面打许多小孔，高压冷空气在叶身表面形成隔热的低温气膜。

xyz熊1 发表于 2016-11-19 23:06

飞行员舒克 发表于 2016-11-19 23:03

xyz熊1 发表于 2016-11-19 23:14