涡轮，发动机的心脏。涡轮的工艺水平很大程度上说明了一个国家的航发制造水平。其制造的最大难点就是高温。现代航空发动机的涡轮温度在1500°以上，其次，随着航空业的不断发展，涡轮的工作环境也必然会逐渐恶劣。

　　解决高温的思路主要有两种：材料、冷却技术。本期节目中，我们会以时间维度讲述，涡轮叶片的冷却技术发展经历了什么。需要知道的是，任何冷却的本质都是热量交换。

　　早期的涡轮叶片并没有采用冷却技术，因此，温度很难超过1000℃。设计师开始尝试在保证强度的前提下，在叶片内部做出数条小通道，使冷却气体通过，这种冷却设计叫做对流冷却。

　　随着材料科学的不断发展，叶片强度得到了保证。内部小通道的数量越来越多，直到叶片被挖空。在空心叶片的内部再设计一个壳体，壳体上有一定数量的小孔，冷却空气会通过这些小孔冲击叶片内壁，这种设计叫做冲击冷却，可以选择强化某些关键部位的散热能力。

　　我们在淋浴时，会有这种感觉，当人站立不动时，水流并不会均匀流过的人体所有位置，叶片亦是如此。便开始有设计师往空心叶片中，装入各式各样的扰流柱与扰流肋，以加强冷气扰动。

　　为了进一步提高冷却能力，已经将叶片“凿”空心的科学家们，开始尝试由“内部冷却”往“外部冷却”转变，这个时期的冷却系统设计难度也有了质的提高。通俗点说，就是让从叶片内流出的冷却空气，形成一层“气膜”，将叶片与高温燃气分开，气膜冷却设计难点在于如何降低孔内穿出冷气的穿透率。

　　当穿透率逐渐减低，冷却空气会从“喷出”变为“渗出”，像出汗一样，在叶片表面形成气膜，这就是现代涡轮常见的冷却技术——发散冷却。现代涡轮叶片常常同时使用多种冷却技术。注意哦，由于不同的冷却技术间会相互影响，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。（整理：赵清建）

本作品由科普中国军事科技前沿、画说飞机联合出品