航空發(fā)動機燃燒技術發(fā)展現(xiàn)狀

■ 王慧汝 / 中國航發(fā)研究院

為滿足飛行器對動力裝置的需求，航空發(fā)動機燃燒室在提高溫升水平、降低污染物排放、抑制燃燒脈動和噪聲、增強熱防護效果、提高冷卻效率、實現(xiàn)高熱容燃燒、保持高速低氧條件下燃燒穩(wěn)定性、燃燒智能控制方法以及新概念燃燒方式等方面進行了大量研究，適應了航空發(fā)動機的不斷發(fā)展，推動了航空動力水平的持續(xù)提升。

其中，在燃燒組織方面，分級分區(qū)燃燒技術成為主流，富油燃燒—猝熄—貧油燃燒（RQL）、貧油預混燃燒（LPP）和貧油直噴燃燒（LDI）等燃燒組織技術得到了廣泛且充分的研究。高溫升燃燒室實現(xiàn)了1350K溫升，低排放燃燒室實現(xiàn)了低于國際民航組織（ICAO）CAEP/8的排放目標，成功地推動了諸如軍用F135和民用GEnx、遄達 XWB和PW800系列等發(fā)動機的研發(fā)制造。

在燃燒室熱防護方面，高效復合冷卻結構、先進陶瓷基復合材料和熱障涂層的應用，極大地提升了燃燒室冷側壁面的換熱能力和熱側壁面的隔熱效果，在燃燒室進口溫度提升導致冷卻空氣潛力下降、單位面積壁面熱流增長的雙重不利因素下大大提高了燃燒室部件的壽命水平。與此同時，增材制造技術的興起為解決復雜燃油噴嘴的熱防護問題提供了一種快速的解決方案。

此外，在加力和新概念燃燒組織方面，凹腔、駐渦、支板、鈍體等串/并聯(lián)組合結構、波轉子、旋轉爆震等新型燃燒方式，加上等離子體助燃、激光點火等方法的使用，進一步提升了加力燃燒室的性能和新概念燃燒方法在航空動力裝置中的應用前景。