让涡轮叶片“冷”下来

航空发动机由成千上万个涡轮叶片组成，发动机开车后，高速旋转的叶片将高温高压气流吸入 燃烧器 ，这时候叶片将经受上千摄氏度的高温考验。

早期，涡轮叶片并没有采用冷却技术，严重制约了航空发动机的发展。后来，工程师们在叶片外形、内部构造及材料上“动脑筋”，以期解决叶片冷却这一复杂难题。

他们尝试在保证叶片强度的前提下，在叶片内部打通数条横向小通道，使冷却气流通过，但冷却效果并不让人满意。

随着材料科学发展，叶片强度得到了保证，内部小通道越凿越多，直到叶片内部被“掏”空。工程师又在空心叶片的内部设计了一个壳体，再钻取一定数量的小孔，冷却气流就会通过这些小孔冲击叶片内壁，达到冷却目的。

我们知道，人在淋浴时，如果站立不动，水流就不会均匀流过人体各个部位。受此启发，工程师在叶片壳体上装入扰流装置。扰流装置不仅可以增强气流扰动，还可以将叶片表面的热量传导出去。

为了进一步提高散热效率，工程师尝试将叶片由“内部冷却”向“外部冷却”转变。就像毛孔及时排汗给人体降温，冷却气流会在外部形成一层“ 气膜 ”，将其与高温气体分开。

气膜冷却设计难点在于如何降低冷气的穿透率，当穿透率逐渐减低，冷却气流会在叶片表面形成低温隔热气膜，像是给叶片披上了一层“隔热外套”。

现代涡轮叶片常常使用多种冷却技术，不同冷却技术会产生不同效果。所以，复合冷却技术并不是简单的组合，需要综合考量多种因素。

来源：解放军报