本文通过分析设计、加工成型,采用热动力性能试验研究了一种以航空发动机热防护为应用背景的螺旋管束式空气-空气换热器。在高马赫数飞行时,用于冷却涡轮叶片和其他高温部件的压气机出口空气温度过高,因此发动机外涵低温空气被用于预先冷却压气机出口空气以提高其冷却能力。传热过程发生在一种螺旋管束式换热器内,不锈钢321换热螺旋管外径4mm,壁厚0.5mm,共48根,换热器重量1.91kg,传热面积密度106m~2/m~3。压气机出口空气在管内螺旋流动,发动机外涵低温空气在管外沿螺旋轴线方向绕流螺旋管束,两侧流体总体逆流换热。在常温工况下实验研究了换热器管内和管外流体的阻力特性,高温条件下试验验证了换热器设计点性能,压气机出口空气温降达188K,功重比4.9kW/kg,换热器展现出较强的换热能力。通过改变两侧气体流量研究了压气机出口空气温度510K、发动机外涵空气常温时流动Re数对换热的影响,结果表明,换热量及总传热系数均随两侧空气流量的增加而增大,整个传热过程的热阻主要集中在管外侧。将已有文献中的螺旋管换热器管外换热关系式与本文实验数据进行了对比,发现偏差较大,故重新拟合了适用于与本文换热器具有相似换热形式结构的管外换热经验关系式。本文研究结果为将来航空用换热器的选型、热力设计和实验研究提供了参考。