分级燃烧技术及其在同心分级燃烧室中的应用

赵传亮，郭 舒

（中国航发沈阳发动机研究所，沈阳110015）

0 引言

随着飞机对航空涡轮发动机的要求越来越高，对于主燃烧室的温升能力要求也相应提高。与现有常规温升主燃烧室相比，高推比军机燃烧室的温升预计将达1100～1200 K 以上，燃烧室的总油气比也将有大幅度提高。而随着燃烧室油气比的提高，需要在主燃区加入大量空气参与燃烧，导致在地面慢车状态下贫油熄火性能变差。对于民用航空发动机燃烧室而言，为了降低污染物的排放，可以在火焰筒头部加入大量空气以降低火焰温度，从而抑制NOx污染物的生成，也会导致在地面慢车状态下贫油熄火性能变差。分级燃烧技术可以有效解决上述军民机燃烧室面临的熄火性能变差的问题。

本文概述了分级燃烧技术的发展、同心分级燃烧室技术国内外研究现状，并对同心分级燃烧室关键技术进行了分析。

1 分级燃烧技术的发展

与常规燃烧不同，分级燃烧的燃油或空气从不同位置进入燃烧室，在火焰筒内形成局部富油区，以提供足够的稳定边界。

采用常规燃烧组织方式的CF6-50 发动机燃烧室[1]如图1 所示。从图中可见，其空气与燃油均从同一头部位置进入燃烧室。而分级燃烧室与常规燃烧室的主要区别在于：分级燃烧室在不同工作状态下，燃油或空气在火焰筒内不同区域的分配比例是变化的。

图1 CF6-50 发动机燃烧室[1]

分级燃烧按分级方式又可以分为空气分级、燃油分级以及空气与燃油同时分级。……