航空发动机高温升燃烧室技术分析

随着先进军用航空发动机推重比要求的不断提高,主燃烧室向更高温升方向发展。本文基于高推重比航空发动机主燃烧室的主要特征与面临的技术挑战,综述了多旋流燃烧、中心分级燃烧、驻涡燃烧和可变几何燃烧等四类高温升燃烧组织的工作原理和发展现状,分析它们的技术优势及挑战。就当前高油气比燃烧室来说,多旋流燃烧与中心分级燃烧是主要发展方向,但随着燃烧室油气比的持续提高,燃烧组织技术将面临更大技术挑战。通过综合分析,作者提出同心圆分区燃烧也可能是一种值得研究的适合更高油气比燃烧室的优选燃烧组织模式。

燃烧室陶瓷复合材料火焰筒应用与技术分析

基于航空发动机及燃烧室发展趋势与特点,分析新一代航空发动机燃烧室对陶瓷复合材料的需求,阐述火焰筒陶瓷复合材料的组分构成、类型特征及高温耐腐性等特性,总结不同制备方法下火焰筒陶瓷复合材料的工艺原理和优缺点,并详细讨论了陶瓷复合材料在燃烧室火焰筒上的应用现状,最后结合陶瓷复合材料显著的各向异性特点与挑战,提出燃烧室陶瓷复合材料火焰筒设计的关键技术。结论认为,陶瓷复合材料火焰筒在燃烧室上应用的技术优势明显,其在多型先进军民用航空发动机上的服役状况验证了发展陶瓷复合材料火焰筒技术路线的可行性,但由于陶瓷复合材料对热应力的高度敏感及其复杂的传热与力学特性,使得其工程应用依然存在很大技术挑战;当前陶瓷复合材料火焰筒在工程应用上亟须攻克的关键技术包括陶瓷复合材料火焰筒冷却设计、陶瓷复合材料燃烧室的燃烧组织设计、陶瓷复合材料火焰筒构件间的连接设计、陶瓷复合材料火焰筒强度正向设计等。