1、壓氣機/渦輪性能試驗

         圖5 和圖6 分別為壓氣機實測效率和壓比曲線。圖7 為渦輪實測效率曲線。

從試驗結果可以看出：

        （1）壓氣機的實測效率曲線和壓比曲線變化趨勢與計算結果相同。

        （2）壓氣機/渦輪的單獨測試性能與預期有一定差距。

         這是因為該新組件以飛機吊艙環境控制系統為應用目的，因此其徑向尺寸受到嚴格限制。作為轉軸上徑向尺寸最大的部件，壓氣機葉輪和渦殼的設計均較為困難，導致壓氣機性能偏低。

        經過反復修改，設計狀態下壓氣機的壓比和流量基本達到了設計要求，但效率仍有5%~10%的差距。渦輪在備選產品上的測試結果較好，但在新組件上的單獨測試結果卻不理想，其原因主要在組件的裝配上。

2、組件整機性能試驗

       根據測試結果，有如下發現：

      （1）整個組件的運轉平穩，而且經過上百小時的測試，未發生重大故障，說明組件結構、支撐軸承及其潤滑、電機的冷卻等設計是成功的。

      （2）當組件中HSEM 不工作時，渦輪的出口空氣溫度較高，導致組件的制冷性能較低。這是因為壓氣機、渦輪均按照轉速n0=24000r/min 的要求設計的，而由于此時組件的驅動力小，實際轉速遠低于n0，使得壓氣機和渦輪工作嚴重偏離了設計點。

      （3）當HSEM 開啟工作時，組件軸的轉速顯著提高，壓氣機和渦輪的工作狀態接近設計點，渦輪的出口空氣溫度明顯降低，組件的制冷性能可明顯提高。例如，按照前述試驗控制參數工作的新組件，其制冷性能可提高1.5 倍以上。

       （4）盡管HSEM 開啟工作時，組件軸的轉速顯著提高，但是由于前述徑向尺寸受限以及裝配工藝有待完善等原因，組件中壓氣機與渦輪的實測性能與設計參數仍有一定差距，其中壓機效率降低約20%，渦輪效率降低約15%。

結論

        （1）高速電動渦輪－壓氣機組件性能試驗的結果，一方面證明將高速電機引入傳統渦輪－壓氣機組件而形成的結構方案具有較好的運行穩定性和可行性，另一方面也說明高速電機的驅動作用可提高空氣循環機轉子的旋轉速度，增大渦輪溫降，從而獲得更多制冷量。

        （2）高速電動渦輪－壓氣機組件具有結構緊湊、能量輸出能力強等優點，可以根據需要方便地提供制冷空氣。由該組件構成的空氣循環制冷系統可提高環境控制系統的可控性和節能效果，豐富空氣循環制冷的應用領域，是一種很有前途的制冷通風設備。

        （3）盡管試驗組件尚無法達到設計工作狀態，但在放寬組件設計尺寸限制、提高組件裝配工藝水平的前提下，高速電動渦輪－壓氣機組件完全可以付諸工程應用。