大推重比发动机的研制要求在提高涡轮前温度同时降低冷气用量,这需要开展新型高效冷却技术研究,同时也要挖掘现有冷却方式的冷却潜力,对叶片冷却结构进行精准设计。本文基于优化涡轮导向叶片冷却结构和冷气量分配为目的,搭建了叶栅风洞试验台,采用红外测温技术对冷热流体流量比0.059~0.118下叶片原始结构和4种改型结构叶片综合冷却效果和冷气流阻特性进行了研究。详细的对叶片原始结构综合冷却效果和冷气流阻特性进行了分析,获得了前缘,压力面和吸力面综合冷却效果随流量比变化的二维分布,研究了叶片区域平均和展向平均综合冷却效果随流量比的变化规律,得到了叶片换算流量系数随冷气腔内总压与叶栅出口静压之比的变化规律。在相同工况下对原始和改型结构叶片进行了高精度对比试验,得到综合冷却效果最高的复合冷却结构。为减少不同次试验更换叶片时的误差影响,进行了重复稳定性试验,确保每次重复试验叶片综合冷却效果误差不超过百分之二。结果表明:内部冲击缝加外部气膜孔的复合冷却结构最佳,原始冷却次之。前缘无气膜冷却时,前缘区域综合冷却效果很低,腔内冷气流动阻力增大,内部冲击孔结构变化对综合冷却效果和冷气流阻的影响均可忽略。与吸力面簸箕型气膜孔相比,采用孔槽结构气膜孔有利于减弱吸力面由冷却方式差异导致的综合冷却效果下降梯度。流量比变化对叶片前缘和压力面区域平均综合冷却效果的影响明显大于吸力面,前缘最大展向平均综合冷却效果出现在滞止线附近。当冷气流量逐渐降低时,综合冷却效果明显降低的区域首先出现在前缘靠近压力面一侧0.04~0.1弧长范围,且叶高方向综合冷却效果表现为沿内腔冷气流入方向降低。ω=0.078时叶片综合冷却效果最高,ω<0.049时,叶片综合冷却效果明显降低。