气膜浮环密封在高温高速工况下间隙变化大，难以满足低泄漏要求，且严重影响浮动环的密封性能和稳定性。针对某发动机轴承腔密封，提出全工况“恒间隙”气膜浮环密封结构设计方法，以及考虑间隙偏心工况下不同膜厚压力损失的高精度泄漏分析方法。建立流固热耦合数值分析模型，讨论浮动环结构、镶装环与跑道材料组合对密封间隙随转速、温度变化的综合影响，分析其泄漏特性，并通过浮环密封运转试验验证“恒间隙”浮环密封的性能和数值分析模型的准确性。研究结果表明，镶装环与跑道材料组合，以及镶装环外径、厚度是影响密封间隙随温度、转速变化的主要因素，石墨环外径过盈量仅影响密封初始间隙和脱镶温度；经过合理的优化设计与选材，在高温、高速工况下恒间隙气膜浮环密封相比普通浮环间隙波动可降低90%；工作间隙是影响密封性能的主要因素，恒间隙设计下泄漏速率与压差、出口压力近似成正比，与温度近似成反比，转速影响偏心率造成泄漏速率波动。研究结果为实现高温、高速工况下气膜浮环密封的高稳定、长寿命、低泄漏运行提供可靠理论基础。
