涡轮作为航空发动机的三大核心部件之一,在工作过程中将高温高压燃气中的能量转换为机械能,其性能的提升与航空发动机整机性能的提升有直接关系。为提高涡轮效率,减少涡轮动叶叶尖泄漏越来越受到人们的重视。涡轮动叶叶尖间隙泄漏导致间隙附近损失增加,由叶尖间隙泄漏产生的影响主要包括两方面,一是过大的间隙泄漏率会直接造成能量损失,降低涡轮效率;二是过大的间隙泄漏率会增加设备的安全隐患,降低设备寿命。针对上述问题,本文开展了涡轮动叶叶尖间隙泄漏特性与控制方法研究,旨在降低涡轮动叶叶尖泄漏率,提高涡轮效率与寿命。首先,以某1.5级涡轮为研究对象,采用理论分析与数值模拟的方法研究了叶尖迷宫密封中齿数、齿宽、齿高、齿距等结构参数对叶尖泄漏流动特性及泄漏率的影响规律,获得了气体在叶尖迷宫密封中的速度、流动轨迹和总压损失系数分布情况,基于上述研究理清了叶尖迷宫密封的机理。然后通过开展正交设计并结合支持向量回归神经网络、遗传算法等对迷宫结构参数进行了优化,获得了较为合理的叶尖迷宫结构参数,与原结构相比,优化后叶尖气体泄漏率降低了约1.12%。其次,系统研究了某高压涡轮主动热间隙控制（ATCC）系统设计方案,分析了ATCC系统中气体流动特性和机匣表面换热变形特征,揭示了 ATCC系统对叶尖间隙控制机理。分析结果表明,当ATCC系统工作时,冷却气体在冷却弯管内分配较为均匀,并在冲击小孔处以高速冲击至机匣表面,使机匣表面换热系数显著升高,有效控制法兰和凸缘部位温度。与无ATCC时相比,机匣整体温度显著降低,同时沿径向变形量降低了约0.578 mm。最后,基于形状记忆合金（SMA）可自回复特性,利用SMA丝创新性地提出了一种可快速调控叶尖间隙的结构方案。通过建立关键部件的本构模型推导了叶尖间隙随载荷变化的间隙预测模型,获得了不同工况下叶尖间隙的大小,并通过试验验证了该方案的可行性。试验结果表明,该模型可以预测叶尖间隙的大小,且最大误差仅为0.04mm;在工况温度下,试验结果与目标结果相差0.01 mm,误差仅为7.7%,能够很好地用于叶尖间隙控制。上述关于叶尖间隙泄漏特性与控制方法的研究为叶尖间隙泄漏控制提供理论依据和技术支撑,具有较好的理论指导意义和工程参考价值。