赵洪利，来永超，魏 凯，郑 涅，陈天铭

(中国民航大学 航空工程学院，天津 300300)

引言

高压涡轮动叶是航空发动机中温度最高的旋转部件。近些年来，随着航空发动机性能的不断提高，高压涡轮入口温度已远高于叶片材料的耐热极限，因此必须采取措施对高压涡轮动叶进行冷却。其中，气膜冷却就是一种高效的冷却方式[1]。

近些年来，国内外关于高压涡轮叶片气膜冷却有大量的研究成果，通过高温燃气和冷流的掺混和对流换热降低叶片温度[2-3]，主要分析了气膜孔的几何参数(孔型、孔角度、孔间距等)和不同的气动参数(密度比、吹风比、压力梯度等)对气膜特性的影响。其中，气膜孔孔型和孔角度是研究涡轮叶片气膜冷却的一个重要分支，圆柱型气膜孔是气膜冷却研究中的基本孔型，国内外学者通过改变气膜孔型，使气膜冷却效果得到了提高。凹槽孔、收缩缝孔、交叉孔等孔型均是在圆柱型孔的基础上进行的改进，这些孔在流向上进行了扩张，使气膜孔出口面积要大于圆柱截面的面积，从而使二次流射流的出流动量降低，减弱了气膜孔射流在主流中的穿透能力，使得气膜孔射流在主流的作用下更好的贴近涡轮叶片表面。但是这种异形孔加工困难且成本高，目前应用在航空发动机高压涡轮转子叶片上的大多数气膜孔孔型仍以圆柱形孔和扩张型孔为主。朱惠等[4]研究了涡轮导向叶片气膜孔的不同位置对气膜冷却效率的影响，结果表明孔排位置不同，换热系数和冷却效率分布规律有较大的区别；……