蔡 毅 李 静

(中国航发上海商用航空发动机制造有限责任公司试验验证中心 上海 201306)

篦齿迷宫式封严在很长时间是航空发动机空气系统密封的标准技术，这种封严方式可靠性强，应用广泛，但泄漏量较大，作为替代结构，出现了刷式封严结构。研究和应用结果表明，同样0.7 mm封严间隙，刷式封严能将泄漏量降低至迷宫式封严的10%；装机试验显示使用刷式封严后推力增加3%。因此，刷式封严因被认为是最有可能替代迷宫式封严的结构[1-2]。多年以来，国外主要的发动机制造商和一些大学进行了金属刷式封严的理论和试验研究，建立了基于各向异性的轴对称多孔介质模型，试验测试了泄漏特性，并用试验数据修正了仿真计算模型[3-5]。HENDRICKS等[6]在多孔介质模型的基础上发展了体积计算模型。CARLILE等[7]以空气、氦气和二氧化碳为介质，试验获取了刷式密封静态的、转动的流量特性。BAYLEY和LONG[8]用试验和理论方式分别研究了刷式封严内部的流动和压力分布。

国内研究人员也采用试验和仿真的方式研究了刷式封严的性能，通过搭建试验装置测量了单级和多级刷式封严的泄漏量，并发展了多孔介质数值模型对试验结果进行了修正[9-12]。同时，还应用建模技术，研究了温度场分布和内部流场分布，建立了三维模型，研究了刷式封严在航空发动机和汽轮机上的应用[13-17]。

刷式封严使用的刷丝，通常用不锈钢等金属丝材制成，实际应用中发现，刷丝与轴过盈配合，高速转轴不断磨损刷丝，易产生金属碎屑，进入和堵塞滑油系统，容易造成系统故障。……