詳解航空渦輪發(fā)動機(jī)

1、詳解航空渦輪發(fā)動機(jī)（一）【字體大?。捍笾行　?引言古往今來，人類飛上天空的夢想從來沒有中斷過。古人羨慕自由飛翔的鳥兒，今天的我們卻可以借助飛機(jī)來實(shí)現(xiàn)這一理想。鳥兒能在天空翻飛翱翔，靠的是有力的翅膀；而飛機(jī)能夠呼嘯馳騁云端，靠的是強(qiáng) 勁的心臟 航空渦輪發(fā)動機(jī)。航空渦輪發(fā)動機(jī)，也叫噴氣發(fā)動機(jī)，包括渦輪噴氣發(fā)動機(jī)、渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)、渦輪螺旋槳發(fā)動機(jī)等幾 大類，是由壓氣機(jī)、燃燒室和渦輪三個核心部件以及進(jìn)氣裝置、涵道、加力燃燒室、噴管、風(fēng)扇、螺旋槳 和其它一些發(fā)動機(jī)附屬設(shè)備比如燃油調(diào)節(jié)器、起動裝置等組成的。其中，壓氣機(jī)、燃燒室和渦輪這三大核 心部件構(gòu)成了我們所說的”核心機(jī)"。每個部件的研制都要克

2、服巨大的技術(shù)困難，因而航空渦輪發(fā)動機(jī)是名 副其實(shí)的高科技產(chǎn)品，是人類智慧最偉大的結(jié)晶，其研制水平是一個國家綜合國力的集中體現(xiàn)。目前世界 上只有美、俄、法、英等少數(shù)幾個國家能獨(dú)立制造擁有全部自主知識產(chǎn)權(quán)的航空渦輪發(fā)動機(jī)。2002年5月，中國自行研制的第一臺具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)、技術(shù)先進(jìn)、性能可靠的航空渦輪發(fā)動 機(jī)一一”昆侖"渦噴發(fā)動機(jī)正式通過國家設(shè)計(jì)定型審查，它標(biāo)志著我國一躍成為世界第五大航空發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì) 生產(chǎn)國。”昆侖"及其發(fā)展型完全可以滿足今后若干年內(nèi)我軍對中等偏大推力渦噴發(fā)動機(jī)的裝機(jī)要求，將來 在其基礎(chǔ)上發(fā)展起來的小涵道比渦扇發(fā)動機(jī)還可以滿足我國未來主力戰(zhàn)機(jī)的動力要求，是

3、我國航空渦輪發(fā) 動機(jī)發(fā)展史上的里程碑。要了解航空渦輪發(fā)動機(jī)，首先要從它的最關(guān)鍵部分-核心機(jī)開始。核心機(jī)包括壓氣機(jī)、燃燒室和渦輪三個部件，它們都有受熱部件，工作條件極端惡劣，載荷大，溫度高，容易損壞，因此航空渦輪發(fā)動機(jī)的 設(shè)計(jì)重點(diǎn)和瓶頸就在于核心機(jī)的設(shè)計(jì)。詳解航空渦輪發(fā)動機(jī)（二）【字體大?。捍笾行　?壓氣機(jī)壓氣機(jī)的作用是將來自渦輪的能量傳遞給外界空氣，提高其壓力后送到燃燒室參與燃燒。因?yàn)橥饨缈諝獾膯挝惑w積含氧量太低，遠(yuǎn)小于燃燒室中的燃油充分燃燒所需的含氧量。所以如果外界空氣不經(jīng)過壓縮，那么發(fā)動機(jī)的熱力循環(huán)效率就太低了。在航空渦輪發(fā)動機(jī)上使用的壓氣機(jī)按其結(jié)構(gòu)和工作原理可以分為兩大類，一類是離心式壓

4、氣機(jī)，一類是軸流式壓氣機(jī)。離心式壓氣機(jī)的外形就像是一個鈍角的扁圓錐體。由于其迎風(fēng)面積大，現(xiàn)在已經(jīng)不在主 流航空渦噴/渦扇發(fā)動機(jī)中使用了，僅在渦軸發(fā)動機(jī)中有一些應(yīng)用。軸流式壓氣機(jī)因其中主流的方向與壓氣機(jī)軸平行而得名，它是靠推動氣流進(jìn)入相鄰葉片間的擴(kuò)壓信道來實(shí)現(xiàn)氣流增壓的。軸流式壓氣機(jī)具有體積 小、流量大、效率高的特點(diǎn)，雖然軸流式壓氣機(jī)單級增壓比不大（約1.31.5），但是可以將很多級壓氣機(jī)葉片串聯(lián)起來，一級一級增壓，其乘積就是總的增壓比。軸流式壓氣機(jī)的這些優(yōu)點(diǎn)，使其成為現(xiàn)代航空 渦輪發(fā)動機(jī)的首選。壓氣機(jī)的主要設(shè)計(jì)難點(diǎn)在于要綜合保證效率、增壓比和喘振裕度者三大主要性能參數(shù)滿足發(fā)動機(jī)的要求。壓氣機(jī)效

5、率是衡量壓氣機(jī)性能好壞的重要指標(biāo)，它反映了氣流增壓過程中產(chǎn)生能量損失的大小，如果效率太低，能量損失過大，壓氣機(jī)就是岀力不討好。增壓比是指壓氣機(jī)岀口氣壓與進(jìn)口氣壓之比，這個參數(shù)決定了壓氣機(jī)給后面的燃燒室提供的”服務(wù)質(zhì)量"的好壞以及整個發(fā)動機(jī)的熱力循環(huán)效率。目前人們的目標(biāo)是提高壓氣機(jī)的單級增壓比。比如在GE公司 的J-79渦噴發(fā)動機(jī)上用的壓氣機(jī)風(fēng)扇有 17級之多，平均單級增壓比為 1.16，這樣17級葉片的總增壓比 大約在12.5左右；而F-22的F-119渦扇發(fā)動機(jī)的壓氣機(jī)中，3級風(fēng)扇和6級高壓壓氣機(jī)的總增壓比就達(dá) 到了 25左右，平均單級增壓比為 1.43。但隨著壓氣機(jī)的增壓比越來越

6、高，壓氣機(jī)喘振的問題凸顯了岀來。喘振是發(fā)動機(jī)的一種不正常的工作狀態(tài)，是由壓氣機(jī)內(nèi)的空氣流量和壓氣機(jī)轉(zhuǎn)速偏離設(shè)計(jì)狀態(tài)過多而引發(fā)的。喘振是發(fā)動機(jī)的致命故障，嚴(yán)重時可能導(dǎo)致發(fā)動機(jī)空中停車甚至發(fā)動機(jī)致命損壞。衡量發(fā)動機(jī)喘 振性能的指標(biāo)叫做”喘振裕度"，就是說發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣口流量變化多少會引發(fā)喘振，這個值一般都要求達(dá)到 15 %甚至20 %以上。航空渦輪發(fā)動機(jī)性能要先進(jìn)，穩(wěn)定工作范圍寬，首先要求喘振裕度要大，壓氣機(jī)工 作點(diǎn)距離喘振邊界遠(yuǎn)。其次，發(fā)動機(jī)抗畸變能力要強(qiáng)。進(jìn)氣口的氣有時是不均勻的，尤其是飛機(jī)做大機(jī)動 動作時，進(jìn)氣道唇口氣流發(fā)生分離，造成壓氣機(jī)進(jìn)口畸變，氣流不均勻。這時發(fā)動機(jī)的喘振裕度就

7、會減小， 加減速又會把一部分喘振裕度消耗掉，也可能造成停車，所以喘振裕度必須足夠，對畸變不敏感。導(dǎo)彈的 尾焰也容易造成溫度場畸變，使發(fā)動機(jī)停車，所以要有武器發(fā)射防喘自動控制系統(tǒng)。早期的軸流式壓氣機(jī)多數(shù)為單轉(zhuǎn)子軸流式壓氣機(jī)，即各級壓氣機(jī)是裝在同一根傳動軸上、由同一個渦輪驅(qū)動并以相同轉(zhuǎn)速工作的。這種壓氣機(jī)結(jié)構(gòu)比較簡單，但是當(dāng)單轉(zhuǎn)子的發(fā)動機(jī)在工作中轉(zhuǎn)速突然下降時（比如猛收小油門），氣流容積容量過大而形成堵塞，從而導(dǎo)致前面各級（低壓壓氣機(jī)）葉片處于小流量 大攻角的工作狀態(tài)。這時，就像飛機(jī)在大攻角飛行時出現(xiàn)失速一樣，氣流在壓氣機(jī)葉片后面開始分離，這 種分離嚴(yán)重到一定程度，就會岀現(xiàn)喘振。在單轉(zhuǎn)子軸流式壓氣

8、機(jī)中，為了降低低壓部分在這種情況下的攻 角，只好在壓氣機(jī)前加裝可調(diào)導(dǎo)流葉片以降低氣流攻角，或者在壓氣機(jī)的中間級上進(jìn)行放氣，即空防掉一 部分已經(jīng)增壓的空氣來減少壓氣機(jī)低壓部分的攻角。為了提高壓氣機(jī)的工作效率并增加發(fā)動機(jī)喘振裕度，人們想到了用雙轉(zhuǎn)子來解決問題，即讓發(fā)動機(jī)的低壓壓氣機(jī)和高壓壓氣機(jī)工作在不同的轉(zhuǎn)速之下，這樣低壓壓氣機(jī)與低壓渦輪聯(lián)動形成低壓轉(zhuǎn)子，高壓壓 氣機(jī)與高壓渦輪聯(lián)動形成高壓轉(zhuǎn)子。由于低壓壓氣機(jī)和高壓壓氣機(jī)分別裝在兩個同心的傳動軸上，當(dāng)壓氣 機(jī)的空氣流量和轉(zhuǎn)速前后矛盾時，它們就可以自動調(diào)節(jié)，推遲了前面各級葉片上的氣流分離，從而增加了 喘振裕度。然而雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的發(fā)動機(jī)也并不是完美的。在

9、雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的渦扇發(fā)動機(jī)上，由于風(fēng)扇通常和低壓壓氣機(jī)聯(lián)動，風(fēng)扇為了遷就壓氣機(jī)而必須在高轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，高轉(zhuǎn)速帶來的巨大離心力就要求風(fēng)扇的葉片長度不 能太大，涵道比自然也上不去，而涵道比越高的發(fā)動機(jī)越省油。低壓壓氣機(jī)為了遷就風(fēng)扇也不得不降低轉(zhuǎn) 速和單級增壓比，單級增壓比降低的后果就是不得不增加壓氣機(jī)的級數(shù)來保持一定的總增壓比。這樣一來 壓氣機(jī)的重量就難以下降。為了解決壓氣機(jī)增壓比和風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的矛盾，人們很自然的想到了三轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。所謂三轉(zhuǎn)子就是在雙轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)上又多了一級風(fēng)扇轉(zhuǎn)子。這樣，風(fēng)扇、低壓壓氣機(jī)和高壓壓氣機(jī)都自成一個轉(zhuǎn)子，各自都有各自 的轉(zhuǎn)速。因此，設(shè)計(jì)師們就可以相對自由地設(shè)計(jì)發(fā)動機(jī)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速、風(fēng)扇直

10、徑以及涵道比。而低壓壓氣機(jī)的 轉(zhuǎn)速也就可以不再受風(fēng)扇的掣肘。但和雙轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)相比， 三轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)一步變得復(fù)雜。三轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)有三個相互套在一起的共軸轉(zhuǎn)子，支撐結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，軸承的潤滑也更加困難。三轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)比雙轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)多了很多工程上的 難題，可是英國的羅爾斯羅伊斯公司還是對它情有獨(dú)鐘。羅羅公司的RB-211渦扇發(fā)動機(jī)上用的就是三轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子數(shù)量的增加帶來了風(fēng)扇、壓氣機(jī)和渦輪的優(yōu)化。該型發(fā)動機(jī)裝備在許多型號的客機(jī)上。三轉(zhuǎn)子的RB-211與同一技術(shù)時期推力同級的波音 747用雙轉(zhuǎn)子JT9D渦扇發(fā)動機(jī)相比，JT9D的風(fēng) 扇葉片有46片，而RB-211只有33片；壓氣機(jī)、渦輪的總級數(shù) JT9

11、D為22級，而RB-211只有19級； 壓氣機(jī)葉片JT9D有1486片，RB-211只有826片；渦輪轉(zhuǎn)子葉片 RB-211是522片，而JT9D多達(dá)708 片；但從支撐軸承上看， RB-211有8個軸承支承點(diǎn)，而JT9D只有4個。為了千方百計(jì)提高壓氣機(jī)的喘振裕度，除了采用雙轉(zhuǎn)子壓氣機(jī)外，中間級放氣以及機(jī)匣處理等措施已逐漸被廣泛運(yùn)用。在很多現(xiàn)代化的發(fā)動機(jī)上人們都保留了放氣活門以備不時之需。比如在JT9D渦扇發(fā)動機(jī)上，普拉特惠特尼公司就分別在高、低壓壓氣機(jī)的第4、9、15級上保留了三個放氣活門?！崩?quot;發(fā)動 機(jī)也采用了先進(jìn)的機(jī)匣處理措施，以及數(shù)字式防喘控制系統(tǒng)。 詳解航空渦輪發(fā)動機(jī)（三

12、）【字體大小：大中小】 燃燒室壓氣機(jī)后面緊跟的是燃燒室。經(jīng)過壓氣機(jī)壓縮后的高壓空氣與燃料混合之后將在燃燒室中燃燒，產(chǎn)生高溫高壓燃?xì)鈦硗苿尤細(xì)鉁u輪運(yùn)轉(zhuǎn)并從尾噴口高速噴岀從而產(chǎn)生推力。航空發(fā)動機(jī)對燃燒室的要求是：第 一，燃燒室單位容積的發(fā)熱量或者說是熱容強(qiáng)度要很高。通俗的說，就是要燃燒室在盡可能小的容積里完 成高壓空氣與燃料的混合與充分燃燒。第二，要保證足夠高的燃燒效率。第三，保證經(jīng)過燃燒室后的氣體 達(dá)到所需的溫度并要求岀口溫度場相當(dāng)均勻。燃燒室的后面是渦輪，如果氣流溫度不均勻，有的地方特別 熱，有的地方特別冷（相對的冷，溫度仍在千度左右），渦輪就會受不了-同一個渦輪葉片，轉(zhuǎn)到熱的地方就膨脹，轉(zhuǎn)到

13、冷的地方就收縮，一來二去，葉片很快就會發(fā)生金屬疲勞，降低了使用壽命。燃燒室的設(shè)計(jì)難點(diǎn)在于， 油氣二相混合物的流動特性既不同于液態(tài)，又不同于氣態(tài)，這種流場很難建立精確的數(shù)學(xué)模型。所以，燃燒室的設(shè)計(jì)過程很大程度上是通過實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行的，需要完善的試驗(yàn)設(shè)備和較 長的試驗(yàn)時間。這也是我們?yōu)?"昆侖"發(fā)動機(jī)走完全設(shè)計(jì)過程而額手稱慶的原因之一-這說明我們的發(fā)動機(jī)試驗(yàn)和測試技術(shù)裝備有了很大進(jìn)步。在噴氣發(fā)動機(jī)上最常用的燃燒室有兩種，一種是環(huán)管燃燒室， 一種是環(huán)形燃燒室。早期的航空渦輪發(fā)動機(jī)上還采用過單管燃燒室。環(huán)管燃燒室是很常見的設(shè)計(jì)。這種設(shè)計(jì)中，燃燒室被分割成在垂直于發(fā)動機(jī)軸向的平面內(nèi)環(huán)形布

14、置的 若干個火焰筒，燃燒就被限制在這個空間內(nèi)進(jìn)行。為了滿足發(fā)動機(jī)對燃燒室的要求，火焰筒進(jìn)行了巧妙的 設(shè)計(jì)?；鹧嫱裁嫦驂簹鈾C(jī)來流方向的頂端安裝了擾流器，燃油通過供油系統(tǒng)從火焰筒頂端的噴油嘴霧化噴 岀。高壓氣流分兩股進(jìn)入燃燒室：第一股氣流通過擾流器進(jìn)入火焰筒與霧化燃油混合直接參與燃燒，而大 量的（約占總流量60%70%）第二股氣流則進(jìn)入火焰筒與燃燒室外殼之間的空腔。這股氣流有兩個作用，其一是冷卻、隔熱；其二是通過火焰筒壁上經(jīng)過精心設(shè)計(jì)角度的大量小孔以特定的速度和方向，分批分期 地進(jìn)入火焰筒補(bǔ)充燃燒并控制燃燒區(qū)域長度和燃燒室岀口溫度場，從而確保燃?xì)庖韵喈?dāng)均勻的溫度場進(jìn)入 渦輪部件。各火焰筒之間裝有聯(lián)

15、焰管，用來傳播火焰以減少所需的點(diǎn)火裝置，還起到連通各個火焰筒，保證各火焰筒壓力大致相等的作用。環(huán)形燃燒室是由兩個與發(fā)動機(jī)同軸的套筒組成，原先火焰筒的功能則由內(nèi)套筒代替完成。環(huán)形燃燒室的氣流分布類似于環(huán)管燃燒室，一股氣流進(jìn)入內(nèi)套筒參與燃燒，另一股氣流則進(jìn)入內(nèi)外套筒之間的空腔， 然后再分期分批進(jìn)入內(nèi)套筒，同樣起到補(bǔ)充燃燒并控制燃燒區(qū)域長度和燃燒室岀口溫度場的作用。環(huán)形燃 燒室不像環(huán)管燃燒室那樣由多個火焰筒組成，而是一個整體，因此環(huán)形燃燒室的岀口燃?xì)鈭龅臏囟纫拳h(huán) 管燃燒室均勻，而且環(huán)形燃燒室所需的燃油噴嘴也比環(huán)管燃燒室少一些。另外，由于其暴露在高溫燃?xì)庵?的面積較小，在冷卻和隔熱方面也比環(huán)管燃燒室

16、有優(yōu)勢，而且，進(jìn)入的空氣可以更多地參加燃燒和攙混， 從而大大提高了燃燒效率和渦輪前溫度，使發(fā)動機(jī)推力得到提高。雖然與環(huán)管燃燒室相比， 環(huán)形燃燒室也存在著一些不足，但是這些不足不是性能上的而是制造工藝上的。隨著科技的進(jìn)步，環(huán)形燃燒室的機(jī)械強(qiáng)度和調(diào)試問題如今都已得到了比較圓滿的解決。由于環(huán)形燃燒 室固有的優(yōu)點(diǎn)，在20世紀(jì)80年代之后研發(fā)的新型航空渦輪發(fā)動機(jī)采用的幾乎都是環(huán)形燃燒室，”昆侖"發(fā)動機(jī)上就采用了環(huán)形燃燒室的技術(shù)。詳解航空渦輪發(fā)動機(jī)（四） 【字體大小：大中小】 渦輪經(jīng)過了這么多”熱身”，高溫高壓氣流終于可以大顯身手，進(jìn)入渦輪做功了。不過，在”工作”之前。先 要排好隊(duì)-在燃燒室中產(chǎn)

17、生的高溫高壓燃?xì)馐紫纫?jīng)過一道燃?xì)鈱?dǎo)向葉片，高溫高壓燃?xì)庠诮?jīng)過燃?xì)鈱?dǎo)向 葉片時會被整流并通過在收斂管道中將部分壓力能轉(zhuǎn)化為動能而加速，最后被賦予一定的角度以更有效地 沖擊渦輪葉片。從"航空渦輪發(fā)動機(jī)”這個稱呼上，就可以看岀渦輪在發(fā)動機(jī)里的重要性。渦輪實(shí)際上是一個"風(fēng)車"，在燃燒室來流的沖擊下轉(zhuǎn)動。渦輪的作用就是將一部分高溫高壓燃?xì)獾哪芰客ㄟ^傳動軸傳遞給前面的壓氣 機(jī)，使其能夠正常工作。在渦扇/渦槳發(fā)動機(jī)中，渦輪還要驅(qū)動風(fēng)扇和螺旋槳葉片。渦輪是航空渦輪發(fā)動機(jī) 三大核心部件中的”苦力”，它"干的活最重”、”自身壓力最大"而且”工作環(huán)境最差”。說它&

18、quot;干的活最重”，是 指每級渦輪要發(fā)岀很大的功率，在現(xiàn)代航空渦輪發(fā)動機(jī)上，通常只有不超過三級的渦輪，可是就這么幾級 的渦輪卻要發(fā)岀上萬匹馬力的功率；”自身壓力最大”是說渦輪葉片在高速旋轉(zhuǎn)時由于其本身的重量，會受到相當(dāng)大的離心力，大到渦輪全速旋轉(zhuǎn)時其離心力相當(dāng)于在每個葉片上吊掛了一輛5噸卡車；說它”工作環(huán)境最差"則是指，渦輪的工作條件可以用 "高溫"、"高壓"、"高速"三個"高"來形容?，F(xiàn)代航空渦輪發(fā)動機(jī)的 渦輪進(jìn)口溫度最高達(dá)到 1800K甚至2000K （約1727攝氏度，超過大多數(shù)金屬材料的熔點(diǎn)）

19、；渦輪進(jìn)口氣 壓高達(dá)幾十個大氣壓；在渦輪葉片邊緣的氣流速度通?？梢越咏踔脸^音速，只有這樣的氣流沖擊到渦 輪上，才能使渦輪發(fā)岀足夠大的功率。換句話說，能在"三高"條件下穩(wěn)定工作就是現(xiàn)代航空渦輪發(fā)動機(jī)對渦輪性能提岀的最基本要求。對于氣流而言，溫度、速度和壓力使密切相關(guān)的三個參量，于是，"三高"要求最終就體現(xiàn)在盡可能提高渦輪進(jìn)口溫度上面了，而渦輪進(jìn)口溫度也就成了衡量發(fā)動機(jī)性能好壞的一個關(guān) 鍵性指標(biāo)。矛盾恰好也在這里，渦輪進(jìn)口溫度提高使發(fā)動機(jī)性能得到改善，但與此同時，渦輪開始叫苦不 迭了。如何提高渦輪的耐熱性能呢？有這樣幾個辦法。第一，強(qiáng)制冷卻。發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì)人

20、員在渦輪葉片上設(shè)計(jì)了很多細(xì)小的管道，高壓冷空氣通過這些管道流經(jīng)高溫葉片，起到強(qiáng)制冷卻作用，這就是”空心氣冷葉片”。最早的渦扇發(fā)動機(jī)-英國羅羅公司的"康維"發(fā)動機(jī)就使用了空心氣冷葉片。除了在燃燒室中使用的氣膜冷卻之外，在渦輪的燃?xì)鈱?dǎo)向葉片和渦輪葉片上 大多還使用了對流冷卻和空氣沖擊冷卻。對流冷卻就是在空心葉片中不停地有冷卻氣流流動，以帶走葉片 上的熱量?？諝鉀_擊冷卻（也叫氣膜冷卻）實(shí)際上是一種被加強(qiáng)的對流冷卻，即用一股或多股高速冷卻氣 流強(qiáng)行噴射在要求被冷卻的表面。沖擊冷卻一般用在燃?xì)鈱?dǎo)向葉片和渦輪葉片的前緣上，由空心葉片的內(nèi) 部向葉片的前緣噴射冷卻氣體以強(qiáng)行降溫。沖擊冷卻后

21、的氣體會從燃?xì)鈱?dǎo)向葉片和渦輪葉片前緣的孔隙中 流岀，被燃?xì)鈳釉谌~片的表面形成冷卻氣膜。但是開在葉片前緣的冷卻氣流孔隙會使葉片更加難以制造，而且這些孔隙還會導(dǎo)致應(yīng)力集中，對葉片的壽命產(chǎn)生負(fù)面影響?？墒怯捎跉饽だ鋮s要比對流冷卻的效果好 的多，所以人們還是不惜代價(jià)地在葉片上采用氣膜冷卻。從某種意義上來說，在燃?xì)鈱?dǎo)向葉片和渦輪葉片上使用更科學(xué)合理的冷卻方法，可能要比開發(fā)更先進(jìn)的耐高溫合金更實(shí)際一些。因?yàn)椴捎每招睦鋮s技術(shù)要比開發(fā)新合金投資少、見效快?，F(xiàn)在渦輪進(jìn)口溫度的 提升其一半的功勞要?dú)w功于冷卻技術(shù)的提高。由于采用冷卻技術(shù)，目前各渦輪葉片實(shí)際所承受的溫度要比 渦輪進(jìn)口溫度低 200350攝氏度，所以

22、說葉片冷卻技術(shù)對提高渦輪工作溫度功不可沒。第二，采用新的耐熱材料制造渦輪葉片。一些先進(jìn)航空發(fā)動機(jī)公司已經(jīng)開始探索用耐熱性能更好的陶瓷等 材料制造渦輪葉片?？墒侨绻麤]有深厚的科學(xué)基礎(chǔ)作保證，高性能的渦輪材料研制也就無從談起。當(dāng)今有 實(shí)力研制高性能渦輪的國家都把先進(jìn)的渦輪盤和渦輪葉片的材料配方和生產(chǎn)工藝當(dāng)作最高機(jī)密，也正是這 個小小的渦輪減緩了一些國家成為航空大國的步伐。普通的碳鋼在800900 'C時強(qiáng)度就大大降低了。但是在其中加入其它一些金屬成分，尤其是鎳、鉻、鎢等，制成耐熱合金，耐高溫水平就可以不斷提高。我國在五十年代剛開始研制航空渦輪發(fā)動機(jī)時的耐熱 合金的最高水平是800 C,在做了大量研究試驗(yàn)工