现代航空发动机技术已达到很高水平，但是由于用户对低能耗、低噪声和高效益等方面的要求不断提高，各项技术都在不断突破创新，尤其是封严技术。今天小编将为大家详细介绍这一在航空发动机领域至关重要的技术。
封严技术对发动机性能的影响
封严是指对转动部件和非转动部件间的泄露进行控制。研究表明，封严泄露量减少1%，可使发动机推力增加1%，耗油率降低0.1%；对于先进战斗机发动机，在发动机转速和涡轮转子进口温度保持不变的情况下，高压涡轮封严泄露量减少1%，则推力增加8%，耗油率降低0.5%。另外，发动机涡轮的径向间隙每增大0.13毫米，发动机单位耗油量约增加0.5%；反之，减少0.25毫米，涡轮效率提高1%。由此可见，无论对于军用航空发动机还是民用航空发动机，密封技术直接影响发动机的性能。通过采用新型封严技术来减少发动机漏气损失、增大发动机推力、减少发动机耗油率、提高发动机效率是十分必要的。
航空发动机上使用封严的地方很多，例如主流道密封、空气系统二次流密封、主轴承油腔密封、附件传动机匣中传动附件输出轴密封等（如图1所示）。
常见的封严技术
迷宫式密封也就是所谓的篦齿密封，主要用于内流道密封和空气系统二次流密封。
篦齿封严技术广泛用于各种蒸汽机、燃气轮机的封严装置中。该装置主要由轮盘、鼓、轴、叶冠等转动机件上的周向篦齿及静子部件上的环形圆柱面组成, 通过减小压力差来减少漏气损失，封严的效率取决于转子部件和静子部件之间的径向间隙和篦齿数目。
篦齿封严装置的优点是：结构简单，使用性较好；
篦齿封严装置的缺点是：由于其属于非接触式密封装置，泄漏量比接触式的大，工作中磨损会导致泄漏量加大，磨粒会打坏涡轮叶片；若封严环压差稍大时，气流逸漏过程中易激发封严环振动。
篦齿封严装置改进方式：
（1）涂覆可磨耗封严涂层。在与篦齿相应的外环表面，覆盖一层质地较软的氧化物涂层或镀层，以承受篦齿与外环的少许接触。
（2）改进气流通道结构，提高封气效果。封严篦齿整体结构形式最常见的为直通齿和台阶齿，篦齿朝气流倾斜一定角度、在轴上车制环形槽、采用阶梯形的封气装置和将篦齿做在锥面上均能提高封气效果。
（3）采用蜂窝封严装置。蜂窝密封装置是在机匣封严环表面钎焊有蜂窝封严环，与转子或叶片叶冠上的篦齿构成封严结构，控制盘间腔空气的外漏。国内某型发动机采用了蜂窝结构的封严装置后, 发动机推力提高了10%以上。
石墨封严装置是密封用的石墨环装在石墨座内，靠弹簧力和封严座轴向连在一起，封严座靠铆钉和静子件连接。它是利用石墨环与转子相接触来达到封严的目的。
石墨封严技术的优点：密封效果好，寿命长，泄漏量小，尤其是在高温、高压、高转速条件下仍能保证可靠的密封性能，这是其他类型密封装置所不具备的。并且当石墨环磨损时，与之相配合的轴和叶片能完整无损。
石墨封严技术的缺点：密封面焦化和起泡。
石墨封严技术的改进：
（1）用陶瓷环密封替代石墨环密封，可焦化问题，延长封严装置寿命。
（2）利用流体动力来减少高压差处的石墨磨损。
刷式封严是一种接触式密封装置，主要由刷丝、前板、背板和跑道组成。如图4所示。刷丝夹在前板和背板之间，采用焊接工艺将三者焊接成一体。前板处于气流的高压侧，作用是夹持刷丝；背板处于气流的低压侧。起支撑刷丝、承受压差的作用。
刷式封严技术的优点：结构简单、安装方便、质量轻、稳定性、易于更换和密封性好等优点。尤其是与传统的篦齿封严相比，能够明显改善发动机性能。GE公司的试验表明，刷式封严泄漏量只有篦齿封严的5%~10%。
刷式封严结构的改进措施：
（1）解决刷式封严掉毛的问题。MTU公司研制出一种新型刷式封严结构（如图7所示），主要包括核心元件、支撑板和盖板三部分组成，核心元件又由核心金属线、刷丝和夹管组成，刷丝通过夹管被牢固在核心金属线上，替代了传统的焊接方式，解决了掉毛的难题。
（2）高压刷式封严
单级标准刷式封严只能在压差低于0.5MPa的环境中正常工作，为适应1MPa及以上的高压差工作环境，美国EG&G公司对单级刷式封严进行了改进，结构如图8所示。
它有三大特点：①采用更粗的刷丝（刷丝直径0.15mm，丝束宽度0.76mm）；②在背板与丝束之间有一间隙，以减小压差对丝束刚性的增强作用；③在丝束的高压侧加一遮流器，以减小丝束的隧道效应并减轻丝束在高速撞击下的过度磨损。
（3）解决前后压差过大导致刷丝变形的问题。采用多个沿周向压紧在一起的薄金属片来代替刷丝，这样就避免了因刷丝变形而造成泄漏量急剧上升的现象。
浮动环式封严装置是介于涨圈式和篦齿式封严装置间的一种封严性能较好的装置，封严环装于前后侧板间，端面留有轴向间隙，封严环与轴间留有径向间隙，封严环在腔内外压差的作用下紧压在端壁上。封严环与轴间径向间隙很小, 如果轴和封严环相碰时, 封严环可上下浮动而不会磨损，因而封严效果较好，由于封严环能上下浮动，故称浮动环，这种有浮动环的封严装置也就称为浮动环式封严装置。
斯贝发动机有3处采用浮动环式封严装置，其中高压涡轮前轴承腔的后封严处是比较典型的浮动环式封严装置。
吸气式端面密封被设计成用以处理典型机动负荷而在密封与转子之间没有接触，因而不会损失其性能。
GE公司和Stein公司联合设计并制造了直径达914.4mm（36in）的吸气式端面密封，如图9所示，这种密封的主要特点是有一个吸气器吸气，它作为主端面密封环壳体的一部分对着转子旋转，另一个特点是在密封壳体上设置一个弹簧加载机构，帮助低压下将密封从转子撤回，保证工作中主密封端面永远不同转子接触，从而保持优良的密封性能。
（1.主端面密封环 2.辅助密封 3.径向拉伸弹簧
4.轴向压缩弹簧 5.密封壳体 6.主密封凸缘
7.通气槽 8.流体静力气体轴承表面 9.通气孔
10.吸气器齿牙 11.反作用螺旋弹簧）
JohnMunson 发明了一种带薄片的气膜面密封技术，可应用到发动机上。
指尖密封是从刷式密封衍变而来的，其结构与刷式密封相似，它是用一组刷片取代刷式密封的刷丝。
相比较于篦齿封严和刷式封严，指尖密封具有相对优良的封严性能和较低的制造成本。
用金属刷丝做成衬套（静止件），用篦齿做成转动件组合成一种新型密封结构，如图13所示。它既具有刷密封的低泄露优点，又具有篦齿密封的长寿命优点。这种密封关键在于制造一种宽的刷丝衬套。
柔顺金属薄片密封，兼有篦齿的非接触特性，机械端面密封的低泄露特性及刷密封的柔顺特性。柔顺片密封由若干指状薄金属元件或箔片组成。
航空发动机涡轮部件主流道和空气系统二次流的密封对发动机的油耗、部件的效率和排气温度等有较大的影响。在国内，要发展大飞机发动机，不仅需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系统的、细致的、深入的研究。
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