重型燃气轮机作为发电与驱动领域的核心设备,具有功率大、效率高、低排放等优点,对于我国调整能源结构与实现清洁低碳发展有着重要意义,其关键部件轴流压气机的进口级广泛采用跨音级,目前跨音级设计已成为提高压气机增压能力和负荷水平的关键技术手段,但由于激波的存在,使得跨音级内部流场十分复杂,因此亟需进一步研究其内部流动机理。本文以某F级重型燃气轮机多级轴流压气机进口1.5级跨音级为研究对象,分别针对其原型几何与缩尺模化几何进行定常数值模拟,分析气动特性和内部跨音流场机理,并对缩尺1.5级跨音压气机实验件进行气动实验,测取了变转速变IGV角度下的稳态气动特性与叶顶机匣动态压力信号,与数值模拟结果对比分析,验证数值方法。数值模拟方面,首先针对原型1.5级在设计转速下开展变IGV角度特性计算,并在各角度的峰值效率工况点进行详细的流场对比分析,结果表明,随着IGV角度增大,压气机堵点流量逐渐增加,流量-总压比特性线整体向右上方偏移,峰值效率先增大后减小,其原因是IGV角度会影响其后跨音速级内动叶和静叶的负荷和损失以及动静间负荷分配,IGV、动叶和静叶通道内损失的综合效果造成整级峰值效率随IGV角度增大出现先增加后减小的趋势。此外,通过对比原型与缩尺1.5级压气机在设计条件下的计算特性发现,缩比后压气机设计点总压比和等熵效率分别下降了1.723%和2.232%,而造成缩尺1.5级压气机性能退化的主要原因是由于缩比前后叶顶间隙的不相似性（原型与缩尺均为0.4mm）,缩尺后叶顶间隙相对主流的泄漏量显著增加,同时泄漏涡引起的流动堵塞效应更强。气动实验方面,对比了变转速变IGV角度的稳态实验特性与数值计算结果,其中流量-总压比特性在90%转速以下的工况吻合较好,在100%转速实验所测总压比略高于计算结果,同时由于机械传动损失,导致实验所测扭矩效率均小于计算结果,但针对设计条件下实验特性的误差分析在一定程度上弥补了实验与数值结果间的差距。另一方面,通过100%和80%转速下实验所测动态压力信号的分析发现,1.5级压气机在这两个转速下的失速类型均为突尖型失速,且失速团的传播速度约为50%转子转速;在节流过程中,叶顶间隙泄漏流强度增加,说明了突尖型失速与叶顶间隙泄漏流非定常性有关。