涡轮性能测量试验对研究和改进发动机性能至关重要,而测量探针浸入流道中会产生阻塞效应,使原有流场结构发生改变,甚至影响到涡轮的性能。因此,本文根据上述问题,采用数值计算方法研究探针测试布局对涡轮气动性能的影响,提出合理的测试布局,在工程上为涡轮性能试验提供参考。本文以普惠E~3的单级高压涡轮为研究对象,并逆向建模,采用轴向进气和设计点条件,通过数值计算和无关性验证找到合适的网格数量和精度较高的湍流模型。利用简化探针模型,关注探针直径、周向及轴向布局因素,布置不同的探针测试布局,研究其对涡轮的性能影响。结果表明,由于涡轮进口流速低,进口测试布局对涡轮的影响很低。对于涡轮出口测试布局而言,探针直径、数量等增大流道阻塞率的因素均会减少涡轮的总体效率,增大流场的损失。测试布局阻塞率越大对涡轮的总体效率损失就越多,而阻塞率较低时,探针轴向距离对涡轮的影响较小,相同阻塞率时,探针数量相比于直径对涡轮总体性能的影响更大,阻塞率较大时,位于下游的探针阻塞效应将传播到上游转子处,使叶栅出口总压恢复系数分布发生较大改变。由于测量数据后处理会造成计算涡轮效率的误差,因此本文对比了不同出口测试布局及其测量值处理方法的误差,发现采用均布3支探针和3～18个径向等环分布测点可达到较高的测量精度,总体上航标采用的扭矩效率测量数据处理误差要低于等熵效率,传统的端壁测点修正方法误差较大。最后本文采用对涡轮影响较小的测试布局,利用流热固耦合方法研究了在不同工况下探针受气流冲击的形变,最后进行了带探头结构探针的模态分析,校验了探针的动强度,发现该探针没有与转子共振的风险。