二、渦輪試驗器及試驗
&平面葉柵試驗裝置及試驗平面葉柵風洞是最常用的平面葉柵試驗裝置。試驗工質為壓縮空氣。用連續供氣氣源或暫沖氣源供氣。平面葉柵試驗的主要測量參數有：
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柵前靜壓、總壓和進氣角；

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柵后靜壓、總壓和氣流方向角；

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葉中截面葉型表面的靜壓分布。平面葉柵試驗主要研究下列參數的變化： "設計攻角下，測量葉柵能量損失系數、出氣角和葉型表面馬赫數 3245隨出口馬赫數

32678的變化；對于亞聲速葉柵， 3245一般為 )&-9&)；對于跨聲速葉柵， 3245為 )&, 9&(。 在設計 3245下，測量能量損失系數、出氣角以及葉型表面馬赫數隨攻角的變化。 測量出口氣流角、總壓恢復系數沿柵距的變化。 %研究葉型和葉柵幾何參數、冷卻空氣與主流的摻混和葉型表面負荷分布對葉柵性能
的影響。 &進行激波與附面層的相互干擾試驗研究。通過大量平面葉柵試驗研究，綜合歸納出平面葉柵設計應遵循的規律，以便設計出滿
足氣動、冷卻、結構和強度要求的渦輪葉型葉柵。 "&環形葉柵吹風試驗環形葉柵試驗可以在渦輪試驗器上進行，即去掉渦輪轉子，只保留導向器，并對排氣系統和測量系統進行改裝。 •’-•
 
氣流在導向器環形葉柵中的流動為復雜的非定常、有粘的三維流動。其流動損失有葉型損失、二次流損失和漏氣損失。對于跨聲速葉柵，還有激波損失、激波與附面層相互干擾引起的波阻損失。二次流包括馬蹄渦、通道渦以及對渦。環形葉柵中的損失可用能量損失系數 、速度損失系數 "和總壓恢復系數，表示：
 &% 
 （ "   "% ） &%
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（ "   "%） &% "  % %’( 
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式中，" 、"% 、"% —
—分別為柵前總壓、柵后總壓、靜壓；
%、)’( ———分別為葉柵出口速度和等熵出口速度。

環形葉柵試驗內容基本與平面葉柵相同，諸如在不同出口馬赫數 *’ %下，測量各種損失系數沿葉高分布，出氣角 &%沿柵距和沿葉高分布，沿葉型表面的壓力分布；測量設計狀態和非設計狀態下導向器的流通能力；研究冷氣與主流摻混對導向器氣動性能的影響。
柵后氣流參數由組合探針在移位機構的帶動下，以 % &+,, -的速度移動測量，巡檢采
集數據的頻率大于 %./。試驗時，將參數調到試驗狀態后要穩定 +-再開始移動測量。 +0渦輪性能試驗航空發動機在高溫高壓高轉速下運行時，燃氣在渦輪中的流動為復雜的非定常、有粘
的三維流動。通常，所設計的渦輪都必須在渦輪試驗器上進行氣動性能試驗。試驗渦輪可以是單級渦輪、多級渦輪、全尺寸渦輪和模型渦輪。由于氣源和水力測功器吸收功率的限制，目前都不能進行全溫全壓試驗，而只能進行氣動模擬試驗，其理論基礎即是相似理論。
（%）渦輪模型試驗臺
空氣通過雙扭線進氣道 1并在燃燒室 +中加熱至 2 3 %45，以使渦輪后溫度高于 5，防止空氣中水分凝結造成氣動儀表堵塞。加熱后的空氣引向渦輪 4，然后由壓氣機引出，壓氣機 6由電動機 7帶動。
渦輪發出的功率由液壓制動裝置 %所吸收，液壓制動裝置同時還用來測量扭矩。渦輪與壓氣機之間安裝節流閥 8以便從大氣中吸人空氣，調節渦輪中的壓降，即落壓比 ’9 ，并建立試驗臺壓氣機 6的穩定工作條件，提高壓氣機的增壓比 ’ :可增加 ’ 9。
(測量渦輪的流量特性、功量特性、交率特性、渦輪出口馬赫數和絕對氣流角。這些特性可供發動機總體進行高度速度特性計算之用，并可供分析渦輪非設計狀態的性能及其變化持點。
)測量設計狀態下（或所研究狀態下）渦輪基元級的性能參數和氣流參數，諸如做功量、效率、反力度、導葉和動葉進、出口的氣流角、馬赫數、總溫、總壓和靜壓沿葉高變化、沿表面的馬赫數分布或靜壓分布。
*試驗研究改變葉片數、動葉葉尖間隙和軸向間隙對渦輪性能的影響。隨葉尖間隙增大，渦輪功減少，渦輪效率明顯降低，例如在 ’ 9 +07，+;（動葉相對葉尖間隙）從 %0 71增至 40 24+時，渦輪效率 ,  從 0 22%下降到 0 2+。
9
-研究變幾何渦輪性能，即研究導葉可調對渦輪性能的影響。 .試驗研究彎扭葉片及其端壁對渦輪性能的綜合影響。彎扭葉片是新一代葉型葉片， •%%+8•
 
它能有效地減少二次流損失；從而明顯提高渦輪效率。 試驗確定尾跡管理技術，即是控制前一排導葉的尾跡落在后一排導葉的前緣上，此時渦輪效率高。
三、高溫渦輪氣冷葉片冷卻效率試驗
高溫渦輪氣冷葉片冷卻效率試驗主要是研究冷氣流量與炮氣流量比、炮氣溫度與冷氣溫度比雷諾數變化對冷卻效率的影響。冷效試驗的數據采集和處理系統包括微型計算機、打印機、顯示器、壓力和壓差傳感器、程序開關及實現 "轉換的高精度數字電壓表。在機房和試驗間各放一臺顯示器以實現主機和試驗人員的住處聯絡。其中程控開關對壓力的最快速度為 %&點 "’；對溫度，每秒最快 ()點；數字電壓表的最快采樣速度為 %))點 "’，直流電壓精度為 )* + ")))。
采用微機系統實現高溫渦輪氣冷葉片冷卻效率試驗參數的采集和處理過程，其流程圖如圖 ( ,& ,-所示。采集參數主要為溫度、壓力和壓差和燃油流量。在微機控制下，將溫度、壓力和壓差信號通過處理程序、程控開關及 "轉換實現模擬量的轉換，為保證測量準確性，把要測量的每個參數采樣 &次，取后 +次采集的數據進行算術平均后存人計算機的內存。

圖 ( ,& ,-.信號采集和處理程序溫度毫伏值與溫度表示為
•+(•
 
 
"%&
 "%
式中，& ———多項式系數；
 ———電壓值，’(；
　
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