盘缘封严作为航空发动机二次流空气系统的重要部件之一,可以有效抑制高温燃气入侵盘腔,防止涡轮盘烧蚀。而高效的封严结构能够在提高封严效果的基础上显著降低压气机冷气的使用量,从而提高航空发动机的综合性能。因此,本文以第一级高压涡轮转静盘腔和不同盘缘封严结构为研究对象,从燃气入侵特性、盘腔流动特性和封严性能三个方面开展数值模拟与实验研究,内容如下:利用数值方法开展了盘缘封严结构参数（轴向间隙和径向间隙）对转静盘腔封严效率的影响以及容腔效应、内封环效应、径向间隙效应、篦齿位置效应、凹深效应等5类特色封严结构的密封性能研究。研究表明:轴向间隙对盘缘封严效率影响较大,径向间隙影响较小;改变容腔的封严结构不能提升原始结构的封严性能;加内封环的封严结构虽不能明显提高封严效率,但能保护内部盘腔。经进一步对比分析,静深腔型封严结构和咬合封严结构具有较好的封严性能,是为高效的盘缘封严结构。针对复合封严结构、静深腔型封严结构和咬合封严结构,开展了盘腔流动规律和跨声速燃气入侵特性研究,研究表明:静盘封严环将盘腔分割为上下两个容腔,入侵容腔滞留了绝大部分高温燃气,因此高半径处封严效率较低,但盘腔低半径处封严效率明显提高。在入侵容腔内,咬合封严和静深腔型封严由于特殊的结构能形成比复合封严更为复杂的流场结构,增加了流动阻力,既有效地阻止燃气进一步入侵盘腔,又能在一定程度上抑制封严冷气出流。跨声速涡轮的封严特性依然遵循外部诱导入侵理论和旋转诱导入侵理论。叶栅通道内除了静叶尾迹高压区之外,还存在由激波引起的高压区,导致了燃气的剧烈入侵,因此在特征信号频谱中f/fblade=2处存在峰值,这是跨声速高压涡轮燃气入侵最显著的特点。构建一级涡轮实验模型,开展了不同封严结构的封严特性以及主流流量、次流流量和转速对主流通道内压力和封严效率的影响规律研究。实验结果表明:静深腔型封严结构的封严性能表现最好,复合封严结构封严性能次之,简单轴向封严结构封严性能最差。主流流量、次流流量和转速的增加都会导致静叶尾缘和动叶前缘周向压力增加,其中主流流量的影响占主导。次流流量增加有利于提高盘腔封严效率,主流流量和转速增加降低了盘腔封严效率。