■ 李洋 陈竞炜 曾飞 贺宜红 陈文彬 / 中国航发动研所

涡轴发动机功重比的提高要求涡轴发动机的涡轮前温度随之升高，传统的冷却结构设计将难以满足需求。因此，基于涡轴发动机涡轮叶片的尺寸小、转速高、中等热力循环参数等特点发展新型高效的冷却方式，将是未来涡轴发动机涡轮叶片冷却结构设计的主要方向。

涡轴发动机是以输出轴功率为主的航空燃气涡轮发动机，具有结构紧凑、单位体积功率高、转速高、振动小等典型特征。涡轮是涡轴发动机的主要部件之一，燃气在涡轮中膨胀产生机械功带动压气机、直升机旋翼及附件传动系统。涡轮叶片的工作环境最为恶劣、应力最为复杂，是确保发动机在全生命周期内正常运行的关键部件。采用冷却技术以保证涡轮叶片在高热负荷环境下的可靠工作，一方面提高了涡轮前进口温度水平进而提升发动机性能，但另一方面大量空气用于冷却也导致了总体性能的降低。因此，采用高效冷却技术，以最少的冷气量满足涡轮叶片的冷却需求，是发展高性能涡轴发动机的支撑技术之一。

导向叶片冷却结构剖面

基于冲击套管的导向叶片

涡轴发动机涡轮叶片冷却技术特点

一般情况下，涡轴发动机的压气机进口流量较小，综合考虑其燃油经济性、发动机成本、长寿命等方面的需求，涡轮前进口温度水平相比于同时代的先进涡扇发动机往往低100 ～300K，通常在1500 ～1800K的范围内。由于涡轴发动机涡轮叶片具有尺寸小、转速高、中等热力循环参数等特点，其叶片冷却技术主要采用工艺性较好的简单结构组合冷却技术方案。……