发信人: serpent (初哥哥), 信区: Energy
标  题: (zz)逐日雄心——详解航空涡轮发动机3 
发信站: BBS 哈工大紫丁香站 (Tue Mar 22 18:17:57 2005)

发信人: ersy (Green Mouse), 信区: Aero 
标  题: (zz)逐日雄心——详解航空涡轮发动机3 
发信站: 哈工大紫丁香 (Tue Mar 22 12:01:07 2005), 站内 

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发信人: robinwj (▄︻┳┻═－), 信区: Green 
标  题: (zz)逐日雄心——详解航空涡轮发动机3 
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燃烧室 
压气机后面紧跟的是燃烧室。经过压气机压缩后的高压空气与燃料混合之后将在燃烧室 

中燃烧，产生高温高压燃气来推动燃气涡轮运转并从尾喷口高速喷出从而产生推力。航 

空发动机对燃烧室的要求是：第一，燃烧室单位容积的发热量或者说是热容强度要很高 

。通俗的说，就是要燃烧室在尽可能小的容积里完成高压空气与燃料的混合与充分燃烧 

。第二，要保证足够高的燃烧效率。第三，保证经过燃烧室后的气体达到所需的温度并 

要求出口温度场相当均匀。燃烧室的后面是涡轮，如果气流温度不均匀，有的地方特别 

热，有的地方特别冷（相对的冷，温度仍在千度左右），涡轮就会受不了——同一个涡 

轮叶片，转到热的地方就膨胀，转到冷的地方就收缩，一来二去，叶片很快就会发生金 

属疲劳，降低了使用寿命。 
燃烧室的设计难点在于，油气二相混合物的流动特性既不同于液态，又不同于气态，这 

种流场很难建立精确的数学模型。所以，燃烧室的设计过程很大程度上是通过实验来进 

行的，需要完善的试验设备和较长的试验时间。这也是我们为“昆仑”发动机走完全设 

计过程而额手称庆的原因之一——这说明我们的发动机试验和测试技术装备有了很大进 

步。 
在喷气发动机上最常用的燃烧室有两种，一种是环管燃烧室，一种是环形燃烧室。早期 

的航空涡轮发动机上还采用过单管燃烧室。 
环管燃烧室是很常见的设计。这种设计中，燃烧室被分割成在垂直于发动机轴向的平面 

内环形布置的若干个火焰筒，燃烧就被限制在这个空间内进行。为了满足发动机对燃烧 

室的要求，火焰筒进行了巧妙的设计。火焰筒面向压气机来流方向的顶端安装了扰流器 

，燃油通过供油系统从火焰筒顶端的喷油嘴雾化喷出。高压气流分两股进入燃烧室：第 

一股气流通过扰流器进入火焰筒与雾化燃油混合直接参与燃烧，而大量的（约占总流量 

60％～70％）第二股气流则进入火焰筒与燃烧室外壳之间的空腔。这股气流有两个作用 

，其一是冷却、隔热；其二是通过火焰筒壁上经过精心设计角度的大量小孔以特定的速 

度和方向，分批分期地进入火焰筒补充燃烧并控制燃烧区域长度和燃烧室出口温度场， 

从而确保燃气以相当均匀的温度场进入涡轮部件。 
各火焰筒之间装有联焰管，用来传播火焰以减少所需的点火装置，还起到连通各个火焰 

筒，保证各火焰筒压力大致相等的作用。 
环形燃烧室是由两个与发动机同轴的套筒组成，原先火焰筒的功能则由内套筒代替完成 

。环形燃烧室的气流分布类似于环管燃烧室，一股气流进入内套筒参与燃烧，另一股气 

流则进入内外套筒之间的空腔，然后再分期分批进入内套筒，同样起到补充燃烧并控制 

燃烧区域长度和燃烧室出口温度场的作用。环形燃烧室不像环管燃烧室那样由多个火焰 

筒组成，而是一个整体，因此环形燃烧室的出口燃气场的温度要比环管燃烧室均匀，而 

且环形燃烧室所需的燃油喷嘴也比环管燃烧室少一些。另外，由于其暴露在高温燃气中 

的面积较小，在冷却和隔热方面也比环管燃烧室有优势，而且，进入的空气可以更多地 

参加燃烧和搀混，从而大大提高了燃烧效率和涡轮前温度，使发动机推力得到提高。 
虽然与环管燃烧室相比，环形燃烧室也存在着一些不足，但是这些不足不是性能上的而 

是制造工艺上的。随着科技的进步，环形燃烧室的机械强度和调试问题如今都已得到了 

比较圆满的解决。由于环形燃烧室固有的优点，在20世纪80年代之后研发的新型航空涡 

轮发动机采用的几乎都是环形燃烧室，“昆仑”发动机上就采用了环形燃烧室的技术。
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        欲望是坚强背后的一束光

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