姜祖岗，张保文，赵文彬

（中国航发商用航空发动机有限责任公司，上海200241）

0 引言

高压涡轮叶片被称为“现代航空工业皇冠上的明珠”，是航空发动机的关键部件，其在工作状态下承受复杂的机械载荷和热载荷，工作环境恶劣。随着总体性能指标的提高，现代先进航空发动机高压涡轮叶片采用单晶材料，且设计有复杂的外型和内腔冷却结构，内腔为复杂多腔结构、带扰流和扰流柱加强换热，同时叶身有复杂空间分布的气膜孔，这给叶片的设计和加工提出了更高的要求。

为了满足高性能要求，气动设计希望涡轮叶片具有理想复杂的外形；为了降低工作状态下的叶片基体温度，冷却设计希望根据流道燃气温度分布情况，采用最高效的复杂冷却形式，使叶片温度场分布情况最佳；强度设计希望叶片接近等强度状态，材料得到最有效率的利用；工艺希望有宽松的制造工艺条件，提高成品率。然而各设计专业的要求是相互矛盾的，需要综合考虑各种要求进行工程设计，寻求各方都能满足要求的工程设计结果，使设计结果具有较好的工程性和经济性。

气膜孔的设计和加工，对叶片的性能和结构可靠性有重要影响。从叶片冷却设计的角度，为保证叶片冷却效果，对气膜孔的位置和角度有严格的要求；从强度设计的角度，为保证叶片具有足够的疲劳寿命，要求制孔表面具有良好的光洁度、并严格限制制孔过程对叶片产生的损伤：如避免误伤内腔基体壁面，限制气膜孔重熔层厚度等。……