密封結構是現代航空發動機附件系統中關鍵部件之一，尤其是壓氣機中的氣路密封，直接影響航空發動機的增壓比和工作效率。刷式密封作為一種新型的密封裝置結構（如圖1a）。
圖1a 刷式密封實物圖
隨著國內外學者的深入研究使得刷式密封的工作使用效率越來越高，在發動機的某部位將原來的迷宮密封由刷式密封替代，可以有效改善發動機性能，對刷式密封刷絲動力學特性的研究尤其重要。因此，沈陽航空航天大學航空發動機學院副院長孫丹教授率領其先進密封技術科研團隊對其進行了一系列研究，探析其深層機理。
圖1b 刷式密封三維示意圖
科研人員們設計搭建了刷式密封刷絲動力學特性觀測實驗裝置，如圖2。實驗裝置由進氣系統、密封系統和測試系統三部分組成。其中在測試系統中配備千眼狼高速攝像測量系統（如圖3），以觀測在高壓空氣作用下刷絲的形變與位移。
圖2 刷式密封刷絲動力學特性觀測實驗裝置
圖3 刷絲對象標記與跟蹤測量軟件
實驗過程中高壓空氣經過輸氣管道進入密封腔室，并通過壓力調節閥控制進氣壓力。在密封系統方面，密封腔室主要由進氣腔、調整蓋板和密封腔蓋板組成，密封實驗件及密封基座通過螺栓固定在調整蓋板上。進氣腔可以穩定密封間隙上游區壓力及流速。進氣腔、調整蓋板和密封腔之間需安裝彈性密封圈以防止氣體泄漏。利用千眼狼高速攝像機對密封腔室受壓過程進行捕捉，并通過后期圖像處理技術進行特征識別，提取刷絲，支持圖像化、數據化再現刷絲動態演化的真實過程。
實驗結果表明刷絲在氣流力的作用下產生較為明顯的軸向變形，總體運動趨勢為刷絲束向后擋板靠近直到擠壓后擋板，前排刷絲向相鄰后排刷絲靠近直到擠壓末排刷絲；部分刷絲出現未同步跟隨擠壓后排相鄰刷絲，兩者之間形成較大間隙，刷絲束整體沿軸向呈現不規則排列的刷絲分層現象；部分刷絲也會出現振動現象，主要發生在刷絲密度相對松散的區域，同時刷絲產生的振動隨著壓比的增大而增強，刷絲振動現象強烈的區域逐漸擴大。實驗與數值結果吻合良好，互相驗證了結果的準確性（如4-6）。
圖4 刷絲軸向變形特性
圖5 刷絲分層現象
圖6 三種壓比下的刷絲振動特性
綜上所述，刷式密封刷絲動力學特性極大的影響刷式密封的性能，刷絲動力學特性的研究具有重要意義。高速攝像機憑借超高的時空分辨率及圖像傳輸速度，是重要的研究實驗裝置，在刷式密封刷絲動力學特性的研究領域具有重要的應用價值。
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