典型航空发动机密封技术应用概况
航空发动机密封技术研究
[1]胡广阳.航空发动机密封技术应用研究[J].航空发动 机，2012,38(3):1-4.
[2]胡广阳,孙丹,刘宁宁,等.刷式密封泄漏及磨损特性实 验研究[J].沈阳航空航天大学学报,2016,33(2):1-5.
2018.No23 52
航空发动机密封技术研究
王泓然 张栋善
（中国飞行试验研究院）
摘 要 本文针对石墨圆周密封、刷式密封、气膜密封等新 型密封技术展开分析，就其在航空发动机上的应用进行了探讨。
关键词 航空发动机 密封技术 1 石墨圆周密封技术
石墨圆周密封技术虽经过长期的研究实验，已被成功的应 用于航空发动机轴承腔密封中，但齿轮驱动涡轮风扇发动机等 新技术的出现，对石墨圆周密封结构提出了更高的要求，一方 面其抗氧化温度和高摩擦线速度要更高，另一方面还要具备更 强大的大径向跳动和一定角向偏差能力。但就当前现有的石墨 圆周密封结构而言，尚不能满足这一高要求，其径向跳动的最 大承受能力只能达到1mm[1]。
2）非金属刷式密封结构：这是一种新型滑油密封结构， 主要用于航空发动机的轴承腔。科学试验得知，相较于金属刷 式密封结构，这种滑油密封结构有着更加强大的防泄漏特性和 磨损特性。但若要将此项密封结构广泛应用于航空发动机轴承 腔，仍需加强密封摩擦热产生的温升研究，使其能够满足滑油 结焦温度。 5 结束语
航空发动机典型静动密封关键技术及产业化
航空发动机典型静动密封关键技术及产业化一、引言航空发动机是飞机的“心脏”，发动机的性能直接关系到飞机的安全性、经济性和环保性。
发动机的密封技术是影响其性能的重要因素之一，特别是静动密封技术在发动机中起着至关重要的作用。
本文将从航空发动机典型静动密封关键技术及产业化这一主题出发，对发动机密封技术进行全面评估，探讨其深度和广度，以期更全面地理解这一重要的技术领域。
二、航空发动机静动密封技术的重要性静动密封技术是指在发动机内部隔离高压气体和低压气体，使其不相互混合，以及在发动机外部阻止润滑油和冷却剂外泄的技术。
在航空发动机中，由于工作环境的特殊性，静动密封技术的重要性愈发凸显。
密封不严会导致气体泄露，影响发动机的性能和效率；另密封不合格会导致润滑油和冷却剂外泄，对环境和安全构成威胁。
航空发动机静动密封技术的重要性不言而喻。
三、航空发动机静动密封关键技术1. 材料技术航空发动机内部和外部的密封件要求具有良好的耐高温、耐腐蚀、耐磨损等特性，因此材料技术是静动密封技术的关键之一。
高温合金、特种陶瓷、聚合物材料等在航空发动机密封件中的应用，将对密封技术起到积极推动作用。
2. 结构设计技术发动机内部的结构设计对于静动密封技术至关重要，合理的结构设计可以减少气体泄露的可能性，提高发动机的效率和性能。
在密封环、密封垫、密封腔等方面的结构设计技术将成为发展的重点。
3. 加工工艺技术精密的加工工艺是保证静动密封件性能的重要保障。
高精度的加工技术可以提高密封件的密封性能和寿命，减少气体泄露和润滑油外泄的可能性。
4. 润滑和冷却技术润滑和冷却技术对于静动密封技术同样至关重要。
密封件在长期高温高速运转下，容易出现磨损和老化，因此润滑和冷却技术的改进将极大地提高密封件的使用寿命。
四、航空发动机静动密封技术的产业化现状目前，航空发动机静动密封技术的产业化水平不断提高，国际航空发动机制造商在这一领域进行了大量的研发和应用。
我国航空发动机制造商也在积极跟进，加大对静动密封技术的研究和产业化推进力度。
航空发动机空气密封技术的研究与应用
航空发动机空气密封技术的研究与应用航空发动机在飞行中需要不断地吸取大量的空气以维持燃烧，同时也需要将排放的废气排至大气之中。
为了保证发动机的高效性和燃烧效率，航空工程师们不断地探索着新的方法，其中空气密封技术就是其中之一。
本文将重点探讨航空发动机空气密封技术的研究与应用。
一、空气密封技术的意义和作用航空发动机需要吸取大量的空气以维持燃烧，但也需要保证发动机内的空气流动畅通，这也就意味着，在发动机运转时，必须保证发动机内部和外部的密闭性，否则就会导致气流的泄漏，降低了发动机的效率和功率。
空气密封技术就是解决这个问题的方法。
简单来说，空气密封技术就是一种在发动机和外部环境之间创造一个密闭的接触面，能够减少气流泄漏，从而提高发动机的效率和功率。
二、空气密封技术的分类空气密封技术主要分为动密封和静密封两种类型。
动密封主要是通过发动机内部转轴上的旋转部件对气体进行密封，例如采用机械密封、弹簧密封等技术，在旋转部件转动的过程中，通过旋转部件与密封件或轴承之间的摩擦进行密封。
静密封则主要采用非旋转部件，通过气体静力和摩擦力来进行密封。
比如采用O型环、拟合密封等技术进行气密封，这些密封件主要采用高弹性材料制成，当气体进入密封件时，它们可以随着密封面改变而产生变形，从而形成密封。
三、航空发动机空气密封技术的发展航空发动机空气密封技术在过去几十年中已经不断地得到发展和应用。
早在20世纪50年代，人们就开始应用空气密封技术，当时主要采用的是静密封技术，其原理就是在发动机的外部和内部之间添加一层隔热材料，从而降低进入发动机的空气温度，从而提高燃烧效率。
随着科技和理论的发展，人们开始探索动密封技术的应用，并不断地进行改进和发展。
现在，航空工程师们可以采用一系列密封件来保证气密性，如机械密封、液体密封，甚至是精密空气流控制系统等。
四、空气密封技术的应用航空发动机空气密封技术的应用范围非常广泛，在大型民用飞机、军用飞机和民用运输机等各种航空器中，都需要应用到空气密封技术。
磁流体密封技术的发展及应用综述
磁流体密封技术的发展及应用综述
磁流体密封技术的发展始于20世纪50年代，最早被应用在航空航天
领域。
当时的磁流体密封技术主要用于阻止液体燃料在火箭发动机中泄漏。
随着科学技术的进步，磁流体密封技术逐渐得到改进和发展，形成了成熟
的应用体系。
1.汽车行业：磁流体密封技术广泛应用于汽车发动机、变速器以及其
他传动系统中。
它能够有效减少能源的浪费和污染物排放，提高汽车的性
能和可靠性。
2.航天航空领域：磁流体密封技术在航空航天领域的应用主要集中在
液体推进器和液氮系统中。
它能够有效阻止燃料和液氮在高温高压环境下
的泄漏，确保航天器的安全性和可靠性。
3.化工工业：磁流体密封技术在化工工业中的应用主要集中在泵、压
缩机、搅拌机等设备的密封系统中。
它能够有效防止泄漏和污染，提高生
产效率和产品质量。
4.船舶工业：磁流体密封技术在船舶工业中主要用于舷窗、机舱和设
备的密封。
它能够有效防止海水和空气的渗透，提高船舶的安全性和可靠性。
磁流体密封技术的发展面临一些挑战，包括密封性能的提升、适应更
高温高压环境的要求、磁流体的制备和稳定性等。
为了解决这些问题，研
究人员不断进行创新和改进，提出了一系列新的理论和方法，使磁流体密
封技术得以不断发展和完善。
总的来说，磁流体密封技术在各个领域都具有广泛的应用前景。
随着科学技术的进步和发展，磁流体密封技术将会变得更加成熟和可靠，为各个行业的发展提供更好的支持。
航空发动机密封技术应用研究
航空发动机密封技术应用研究胡广阳【摘要】介绍了石墨圆周密封、刷式密封、指状密封、气膜密封和其他几种新型密封技术研究的新进展和在航空发动机上的应用，对密封技术的机理、特点和在研究中遇到的问题进行了分析和讨论。
阐明了为适应航空发动机的发展要求，密封技术应进行材料、工艺、结构、机理等多方面的开创性设计，并提出在密封技术设计中应引入控制概念的观点。
%The development and application of aeroengine seal technology were introduced, which include high misalignment carbon seals, brush seal, finger seal, film sealand other new kinds of seal technology. The principles, characteristics, problems were analyzed and discussed. The innovative design on materials, process, structures and principles of seal technology should be conducted to meet aeroengine development requirements and the views of control concept were introduced in seal technology design.【期刊名称】《航空发动机》【年(卷),期】2012(038)003【总页数】4页(P1-4)【关键词】密封技术;航空发动机;材料;工艺【作者】胡广阳【作者单位】中航工业沈阳发动机设计研究所,沈阳110015【正文语种】中文【中图分类】V230 引言随着航空发动机技术的发展，密封技术已成为影响发动机性能和寿命的重要因素。
当代胶粘技术在航空发动机领域的应用与创新
当代胶粘技术在航空发动机领域的应用与创新胶粘技术主要通过胶粘剂的粘结和密封来实现连接和固定的功能。
在航空发动机领域，胶粘技术主要应用于以下几个方面：1. 叶盘连接：航空发动机的叶片连接是承受高温高压和大转速等极端工况的重要部件。
传统的叶片固定方法如焊接和铆接存在一些问题，比如焊接会引起应力集中，而铆接会导致结构疲劳。
而胶粘技术可以通过适当选择胶粘剂和固化工艺，在满足强度和可靠性要求的前提下，实现叶盘连接的良好效果。
胶粘连接不仅能够提高叶盘的疲劳寿命，还能够减轻重量和简化制造工艺。
2. 外壳密封：航空发动机的外壳是保护内部器件的重要部件，需要具备较高的密封性能。
胶粘技术可以通过选择合适的胶粘剂和密封结构，实现外壳与其他部件之间的密封。
胶粘密封不仅能够有效防止气体和液体的泄漏，还能够减轻重量和提高结构的可靠性。
3. 热隔离：在航空发动机工作过程中，高温气流经过各个部件，产生的热量会严重影响附近部件的性能和寿命。
胶粘技术可以通过选择耐高温胶粘剂和隔热材料，将热量有效地隔离开来，提高部件的性能和寿命。
胶粘隔热不但可以减轻航空发动机的重量，还可以简化制造工艺。
1. 胶粘剂的开发：随着航空发动机工作条件的不断提高，要求胶粘剂具备更高的耐高温性能、抗化学腐蚀性能和耐热冲击性能。
研发出能够满足航空发动机严苛工况要求的新型胶粘剂是关键。
如采用高性能环氧树脂胶粘剂，可以在高温环境下具备良好的粘结性能和抗剪切性能。
2. 胶粘工艺的改进：胶粘技术的应用不仅受限于胶粘剂的性能，还取决于胶粘工艺的控制。
通过改进胶粘工艺，如优化固化工艺、提高涂布均匀性和控制固化温度等，可以提高胶粘连接的强度和可靠性。
同时还可以提高生产效率和降低制造成本。
3. 胶粘连接监测技术的发展：胶粘连接在使用过程中可能会出现老化、破裂或变形等问题，而这些问题往往不容易被发现。
对胶粘连接的监测和评估是十分重要的。
近年来，随着无损检测技术的发展，如红外热成像和超声波检测等，可以实时监测胶粘连接的健康状况，提前发现并修复潜在的问题。
关于航空发动机密封技术的应用研究
关于航空发动机密封技术的应用研究摘要：本文通过详细介绍了刷式、指状密封技术、石墨密封技术以及气膜密封技术等三个方面应用技术的特点、优势以及应用策略，进一步针对现代化航空发动机密封技术开展全面探索和研究。
关键词：航空发动机密封技术；泄露问题；使用性能；石墨密封技术我国航空发动机生产技术不断发展和进步，其密封技术已经成为影响发动机使用寿命和应用功能的重要因素之一，所以从改革开放以来，我国始终励志于航空发动技术研究与优化，并且投人大量的人力、物力，进行了深入研究，相继开发了刷式密封、指状密封、气膜密封等多种不同结构的新型密封技术。
一、刷式、指状密封技术现阶段，航空发动机密封技术应用过程中，密封生产技术在发动机内部结构中产生了十分广泛的应用，所以针对现阶段航空发动机所产生的问题和性能不足，需要引进全新的密封技术。
其中刷式密封以及指状密封技术具有多个方面的技术优势，但是该技术在实际使用过程中同样存在着相似问题和不足。
近几年，我国航空发动机密封技术研究过程中需要集中解决密封滞后效应，但是在发动机设备长期运转环节上，其零部件基础密封支护则会导致系统转子不断产生摆动，进而造成其泄露问题不断严峻，加上刷式密封技术在使用之后，其结构钢化与压力闭合造成了设备磨损程度不断提高，最终产生了系统泄露问题，进一步产生了更多的系统功率损耗[1]。
航空发动机所产生的吹伏模式主要指的是气流经过刷丝时所产生的一种运行现状，并且致使气流物质顺着刷丝不断流动最终想一个方向产生应力，所以此种模式进一步增加了刷丝向密封性发展趋势发展和进步。
而此种技术模式能够进一步降低刷丝一端尾部与密封性跑道之间的密封程度，最终有效降低和减少能源之间的泄露。
同时在此种密封技术不断应用过程中，如果基础密封作用压力差距不断增加内部环境下，此种发展和技术模式同样会造成刷丝与密封作用压力差不断下降，适用此种技术同样会造成刷丝与设备之间的基础接触面积和范围不断增加，最终造成设备高度磨损，最终导致物质泄漏不断增加。
航空发动机密封技术的研究
航空发动机密封技术的研究（作者单位：哈尔滨飞机工业集团有限责任公司）◎王琦航空发电机在安装时会应用多种技术来保证按发动机的运行质量，密封结构在航空发动机中起到了重要作用，而密封技术的科学应用能够在一定程度上提高航空发动机的使用寿命和应用性能，对航空发动机的进一步发展有着重要意义。
因而，加强对航空发动机密封技术的研究具有一定的必要性。
一、石墨圆周密封技术该技术经过长期的研究与发展之后在目前航空发动机密封中得到了广泛应用，航空发动机结构和类型在不断更新的过程中，对这项技术的密封水平也有了更加严格的要求。
一方面其抗氧化温度和高摩擦线速度要更高，另一方面还要具备更强大的大径向跳动和一定角向偏差能力。
但就当前现有的石墨圆周密封结构而言，尚不能满足这一高要求，其径向跳动的最大承受能力只能达1mm。
为了改善以上问题，工作人员在应用这项技术时要进行进一步的优化与完善，在选择材料时考虑其强度与弹性，确保其各项性能能够满足石墨圆周装置的密封要求，可以使用低合金钢来建设跑道，这种材料的散热效果比较好而且还可以提高整体装置的适应能力使这项密封技术能在高温环境下作业。
另外，还需要对应用的石墨抗氧化处理工艺进行更新，将新型处理技术应用到这一环节，以此提高整体的处理效果。
通过相关试验可以了解到，通过对石墨圆周装置中应用材料的更新与优化能够有效延长密封结构的使用寿命，而且可以应用于不同环境的航空发动机密封工作中。
二、刷式密封技术这项密封技术在应用时能够取得良好的应用效果，但是对于密封性和抗泄露性能要求比较高的先进发动机密封工作，仍需对技术进行进一步完善才能满足相关要求。
主要导致这种问题的原因为该技术在应用时存在一定的滞后性，而刷丝的“刚化效应”和“压力闭合效应导致转子系统运行时的泄露问题较为严重，而且还会发生而较大程度的磨损、耗能较高。
所以加强对刷式密封技术的深入研究非常重要。
“压力闭合”也称为“吹伏”，是气流流过刷丝时的现象。
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典型航空发动机密封技术应用概况
密封技术是航空发动机的重要组成部分，随着现代科学技术水平的进步，对密封装置也提出了更高的要求，先进的密封结构可显著提高航空发动机的性能，自20世纪80年代以来，世界航空强国投入大量的人力和物力对先进的密封结构进行了深入研究，相继开发出了多种不同结构的新型密封技术。
本文主要介绍现代航空发动机中常见的几种典型密封结构的特点、优缺点及其工程应用情况。
一、篦齿密封技术
篦齿密封是一种非接触式密封，是航空发动机中最常用的密封结构，其结构如图1所示，主要由转动件上的一系列周向篦齿及静子件上的环形圆柱面组成。
密封原理是密封齿和静子间形成一系列间隙和耗散空腔，当泄漏流体通过间隙时，急剧加速膨胀，速度能量在通过耗散空腔时由湍流旋涡耗散为热能，由于流体产生节流与热力学效应，泄漏流的压力逐级降低而达到密封效果。
因此篦齿的封严效率与转子和静子的径向间隙以及篦齿数目有很大关系。
篦齿密封具备结构简单和成本低的優点，但是封严效果差，工作过程中篦齿与外环的刮摩会增大密封间隙，导致泄漏量增加，并且在封严环前后压差较大的情况下，气体逸漏过程中容易激发封严环震动，带来不利影响。
因此出现了几种篦齿封严的改进方式：（1）在静子件外环表面涂覆可磨损封严涂层，涂层一般为质地较软的氧化物涂层或者镀层，可以承受篦齿与外环的轻微刮摩;（2）改进篦齿封严通道，提高封严效果，比如台阶型篦齿，篦齿朝气流方向倾斜一定角度的倾斜篦齿，刀型篦齿等结构;（3）采用蜂窝阻尼外环密封技术，将蜂窝封严环通过高温真空纤焊焊接到机匣封严环表面，国外某型发动机采用蜂窝结构的封严装置后，发动力推力提高了10%以上。
二、石墨密封技术
石墨密封是密封用的石墨装在石墨座内，靠弹簧力和封严座轴向
连接在一起，封严座通过铆钉与静子件连接。
石墨密封是一种接触式密封装置，通过石墨环与转子相接触来达到封严目的，是航空发动机中较理想的封严装置，目前该密封结构主要用于航空发动机轴承腔的封严。
石墨密封具备低泄漏，寿命长，尤其在高温、高压、高转速下仍能保持可靠性的优点。
并且石墨具备润滑和摩擦系数小的特点，当石墨环磨损时，与之配合的轴和叶片能完好无损。
但是石墨密封也存在密封面焦化和起泡的问题，因此出现了用陶瓷环密封替代石墨密封的解决方案。
三、刷式密封技术
刷式密封是一种接触式密封结构，主要由前后背板、刷丝束和跑道组成，如图2，刷丝束由排列紧密柔软纤细的刷丝层叠而成，前夹板处于气流高压侧，主要是固定保护刷丝，后夹板处于气流低压侧，起支撑刷丝、承受压差作用，以避免刷丝在大压差下产生轴向变形，保持稳定的密封性能。
刷式封严具有结构简单、安装方便、质量轻、易于更换和密封性好等优点。
刷丝束在安装时与转子件仅有微小的初始干涉量，气流只能通过刷丝之间的微小孔隙泄漏通过，因此它的泄漏量非常低。
GE公司的试验结果表明，刷式封严的泄漏量只有篦齿封严的5%～10%。
刷丝束是决定刷式封严性能的关键，发动机中封严装置通常处于高温高压工作环境中，通常选择钴基合金作为刷丝材料，这种合金在高温下具有很好的耐磨和耐腐蚀性，但是金属材质制造的刷丝不能用于轴承腔密封，因为金属刷丝磨损产生的金属颗粒会对精密轴承造成损伤，因此近些年来出现了非金属纤维制造的刷丝用于特殊的场合。
四、指式密封技术
指式密封是从刷式密封衍变而来，其结构与刷式密封相似，它是一种柔性接触式密封，由许多精密加工的薄钢片叠置而成，在端部密封片相互铆接，密封前后端用前隔片和后隔片压紧，同时在密封内径处设置压力平衡腔。
指式密封的特点是指尖具有柔性，能够有效避免指尖与转子的相互碰摩，工作时一部分气流从高压侧经转静间隙流向低压侧，另一部分气流沿密封片之间的间隙径向流动，指尖在径向压差的作用下贴近转子侧，可减小指式密封的泄漏间隙。
在相同的封严效果下，指式密封功率损失与刷式密封接近，但制造成本仅为刷式密封的40%～50%，并且指式密封不存在类似刷式密封的断丝和磨损问题。
五、结论
航空发动机被誉为工业皇冠上的明珠，是一个国家科技和国防实力的重要体现，密封技术的水平直接影响到航空发动机性能，密封问题的设计研究在科学和技术领域具有非常重要的意义。
当前航空发动机工作环境日益复杂，对密封结构也提出了更高的要求，我们需要在密封材料、工艺和结构方面进行变革和创新，同时加大人力、物力和研发资金投入，借鉴国外成功经验建立相关理论准则和研究模型，不仅要研究和发展新型的密封技术，同时仍需要对常规的密封技术进行更加系统的、细致的、深入的研究，以满足我们国家对于先进航空发动机技术的发展需求。