航空燃气涡轮及其发展趋势

阳尧+崔响+徐志晖+高志阳

摘 要：涡轮作为航空发动机的核心部件之一，由旋转的动叶和静止的静叶组成，位于燃烧室和尾喷管之间。其作用是将燃烧室喷出的高温、高压燃气热能转变为涡轮轴上的机械能，以带动进气道风扇、压气机、螺旋桨等附件。本文通过系统的介绍航空涡轮的分类、性能指标、现状及未来发展趋势，加深对涡轮部件的研究，推动我国航空发动机事业的发展。

关键词 ：航空发动机；涡轮；落压比；单晶叶片

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.14.029

1 引言

航空发动机具有研制难度高、投资多、周期长的特点，是衡量一个国家综合科技水平、科技工业基础实力和综合国力的重要标志。航空涡轮叶片长期高速工作在高温、高压燃气下，是工作环境最恶劣的发动机部件，其工作状态对发动机可靠性、经济性、寿命影响重大。在国内外航空发动机研制中，涡轮被列为第一关键件，被誉为“王冠上的明珠”。随着现代航空发动机的发展，涡轮进口的温度越来越高，目前国外最新发动机涡轮进口温度已经达到1811K～2144K，为了能保证涡轮长时间可靠地工作，设计者采用先进的气动设计、新颖的结构设计和冷却方案，以及新材料和涂层等技术来实现这一目标。

2 涡轮分类

2.1 轴流式涡轮

轴流式式涡轮在航空发动机上广泛采用，其中多为多级涡轮，是由若干个单级组成。每个单级由静止的“喷嘴环”和旋转的“工作轮”构成。经过轴流式涡轮的燃气流动方向与涡轮轴轴线方向一致。在涡轮基元级叶栅中，静叶安装在动叶前面。……