3燃烧室-加力燃烧室

1、补充补充. .加力燃烧室加力燃烧室作用作用 增加发动机基本推力以提高增加发动机基本推力以提高飞机的起飞、爬升以及军用飞飞机的起飞、爬升以及军用飞机的作战性能的一种方法。机的作战性能的一种方法。可以使用较大的发动机来可以使用较大的发动机来增加增加推力。但是因为这样会推力。但是因为这样会增加飞机的重量，迎风面积增加飞机的重量，迎风面积及油耗。及油耗。加力燃烧是在短时间内增加力燃烧是在短时间内增加推力的最好方法。加推力的最好方法。原理原理 空气通过主燃烧室后尚有空气通过主燃烧室后尚有2/32/3 3/4 3/4的氧气没有燃烧，的氧气没有燃烧， 加力加力燃烧就是在发动机涡轮和喷管的推进喷口之间燃烧就是

2、在发动机涡轮和喷管的推进喷口之间进一步喷油燃进一步喷油燃烧可以提高燃气温度，增大尾喷管出口燃气的喷射速度，以烧可以提高燃气温度，增大尾喷管出口燃气的喷射速度，以增大发动机的推力。增大发动机的推力。工作特点：工作特点：(1) 加力燃烧室进口总压低，气流速度大，进口总温高。加力燃烧室进口总压低，气流速度大，进口总温高。-点火和火焰稳定都相当困难，燃烧效率显著下降。点火和火焰稳定都相当困难，燃烧效率显著下降。 (2) 二次燃烧，工质含氧量下降，惰性成分增加，燃烧效率下二次燃烧，工质含氧量下降，惰性成分增加，燃烧效率下降。降。-对组织燃烧不利。对组织燃烧不利。 (3) 加力燃烧室后只有可调喷口，已没有

3、其它转动部件加力燃烧室后只有可调喷口，已没有其它转动部件(如涡如涡轮叶片轮叶片)，温度无须过多限制，可达，温度无须过多限制，可达2000K;相对富油；不需要相对富油；不需要火焰筒。火焰筒。(4) 加力燃烧室一般不在巡航和慢车状态下工作，仅在发动机加力燃烧室一般不在巡航和慢车状态下工作，仅在发动机最大状态或额定状态下为补充推力不足时开动。最大状态或额定状态下为补充推力不足时开动。(5)余气系数小，含氧量小，燃烧不容易稳定，产生振荡燃烧。余气系数小，含氧量小，燃烧不容易稳定，产生振荡燃烧。基本部件基本部件 扩压器、供油装置、点火器、火焰稳定器、防震扩压器、供油装置、点火器、火焰稳定器、防震（隔热）

4、屏和加力室筒体等。（隔热）屏和加力室筒体等。对同一种发动机来说，加力燃烧的喷管面积要比正常喷管对同一种发动机来说，加力燃烧的喷管面积要比正常喷管的面积大，因而带加力燃烧的发动机装有可调喷口。的面积大，因而带加力燃烧的发动机装有可调喷口。喷口在非加力工作时要关小，但在选择加力燃烧时，燃气喷口在非加力工作时要关小，但在选择加力燃烧时，燃气温度增加，喷口打开，这样就避免了喷管压力的增加，喷管温度增加，喷口打开，这样就避免了喷管压力的增加，喷管的压力增加会影响发动机的功能。的压力增加会影响发动机的功能。基本部件基本部件 扩压器：扩压器：由中心鼓筒和外壳构成，按面积的扩压比一般在由中心鼓筒和外壳构成，按

5、面积的扩压比一般在2左右，左右，其目的是将高速气流减速，并使压力有所提高，这将有利其目的是将高速气流减速，并使压力有所提高，这将有利于组织燃烧和减少阻力。于组织燃烧和减少阻力。加力燃烧室扩压器一般是做成大扩张比和小扩张角，这加力燃烧室扩压器一般是做成大扩张比和小扩张角，这有利于减小压力损失，但这要受直径和长度的限制，为了有利于减小压力损失，但这要受直径和长度的限制，为了减小可能产生的气流分离，扩张角一般不宜太大，为了工减小可能产生的气流分离，扩张角一般不宜太大，为了工艺简单，中心鼓筒或外壳常做成直线截锥形，也有做成特艺简单，中心鼓筒或外壳常做成直线截锥形，也有做成特型曲面的。型曲面的。基本部件

6、基本部件 供油装置：供油装置：加力喷嘴多置于扩压段通道里，这里紊流度大，有利于加力喷嘴多置于扩压段通道里，这里紊流度大，有利于蒸发和掺混。蒸发和掺混。 大多数加力燃烧室用直流式喷嘴，即在喷油大多数加力燃烧室用直流式喷嘴，即在喷油环和杆上钻许多小孔环和杆上钻许多小孔(直径一般在直径一般在0.41.0mm范围内范围内)，可以，可以保证分布较为均匀。保证分布较为均匀。基本部件基本部件点火及点火装置：点火及点火装置：加力燃烧室点火和主燃烧室点火有类似之处，也是靠外加点加力燃烧室点火和主燃烧室点火有类似之处，也是靠外加点火源先将局部混气点燃，然后再将火焰传播到整个室内空间。火源先将局部混气点燃，然后再将

7、火焰传播到整个室内空间。要求加力点火迅速可靠，点火范围宽广。要求加力点火迅速可靠，点火范围宽广。 目前使用的加力点火方法主要有：目前使用的加力点火方法主要有： 预燃室点火：本身就是一预燃室点火：本身就是一 个小型的燃烧室，一般用电个小型的燃烧室，一般用电 火花直接点火，当预燃室点火花直接点火，当预燃室点 着后，即喷出一股热量较大着后，即喷出一股热量较大 的火舌，再点燃加力燃烧室。的火舌，再点燃加力燃烧室。基本部件基本部件点火及点火装置：点火及点火装置：热射流点火：在加力供油的同时，在主燃室中部适当位置热射流点火：在加力供油的同时，在主燃室中部适当位置定量挤入一股燃油，这股燃油被高温热燃气点燃成

8、为一股定量挤入一股燃油，这股燃油被高温热燃气点燃成为一股强有力的属两态燃烧的火舌。这股火舌穿过涡轮，在涡轮强有力的属两态燃烧的火舌。这股火舌穿过涡轮，在涡轮后再喷一股燃油接力，于是这股强大的瞬时火焰就能把加后再喷一股燃油接力，于是这股强大的瞬时火焰就能把加力燃烧室点燃。力燃烧室点燃。基本部件基本部件点火及点火装置：点火及点火装置：催化点火：一种新的点火技术，它是将涡轮燃气流过一催化点火：一种新的点火技术，它是将涡轮燃气流过一个文氏管，并在文氏管喉部喷注燃油，经扩张段掺混后个文氏管，并在文氏管喉部喷注燃油，经扩张段掺混后穿过由铂穿过由铂-铑丝编织的网铑丝编织的网(有有23层层)，由于铂，由于铂-

9、铑丝表面在铑丝表面在吸附燃油后产生电离现象，产生催化作用，可燃气体会吸附燃油后产生电离现象，产生催化作用，可燃气体会自发点火，于是形成的火舌从点火器喷出，将加力燃烧自发点火，于是形成的火舌从点火器喷出，将加力燃烧室点燃。室点燃。基本部件基本部件火焰稳定器：火焰稳定器：由于燃气流从涡轮进入喷管时的温度很高，或许人们设由于燃气流从涡轮进入喷管时的温度很高，或许人们设想混合物会自发点燃。实际上并非如此，因为尽管冷火焰想混合物会自发点燃。实际上并非如此，因为尽管冷火焰可在可在700的温度时形成，但是燃烧在的温度时形成，但是燃烧在800以下是不可能进以下是不可能进行的。行的。即使在海平面时能发生自发点火

10、的话，那么在大气压低的即使在海平面时能发生自发点火的话，那么在大气压低的高空就不可能了。点燃的火花或火焰必须有相当大的强度高空就不可能了。点燃的火花或火焰必须有相当大的强度才能使点火工作在高空中完成。才能使点火工作在高空中完成。 为了使系统顺利的工作，需要有稳定的火焰，这种火焰为了使系统顺利的工作，需要有稳定的火焰，这种火焰在范围宽广的混合物浓度和燃气流量中均将能稳定地燃烧。在范围宽广的混合物浓度和燃气流量中均将能稳定地燃烧。这种混合物还必须能在所有的飞行条件下都能容易点燃，这种混合物还必须能在所有的飞行条件下都能容易点燃，并且必须在极少压力损失的情况下维持燃烧。并且必须在极少压力损失的情况下

11、维持燃烧。基本部件基本部件火焰稳定器：火焰稳定器：结构：结构： 在加力燃烧室中，通常采用非线型物体做火焰稳定器，在加力燃烧室中，通常采用非线型物体做火焰稳定器，最常见的是最常见的是V形槽。它具有结构简单、重量轻、损失小、发形槽。它具有结构简单、重量轻、损失小、发展较为成熟、性能较好的优点。展较为成熟、性能较好的优点。 稳定器壳体实际稳定器壳体实际上是一个中心火焰上是一个中心火焰稳定装置，气流在稳定装置，气流在其后形成回流区，其后形成回流区，以保证加力燃烧室以保证加力燃烧室中心始终存在一个中心始终存在一个稳定的点火源。稳定的点火源。基本部件基本部件火焰稳定器：火焰稳定器：结构：结构：AL-31F

12、则才采用的是沙丘稳定器驻涡火焰。沙丘稳定器则才采用的是沙丘稳定器驻涡火焰。沙丘稳定器主要是利用良好的自然气流结构，既保证了良好的热量和质主要是利用良好的自然气流结构，既保证了良好的热量和质量交换，又减弱了旋涡的周期性脱落，增强了稳定火焰的生量交换，又减弱了旋涡的周期性脱落，增强了稳定火焰的生命力，延长了可燃微团的停命力，延长了可燃微团的停留时间，并在一定程度上防留时间，并在一定程度上防止了由于旋涡周期性脱落带止了由于旋涡周期性脱落带来的振荡燃烧的激振因素。来的振荡燃烧的激振因素。基本部件基本部件防振、隔热屏：防振、隔热屏：振荡燃烧是加力燃烧室筒体内燃烧时气柱的脉动现象，振荡燃烧是加力燃烧室筒体

13、内燃烧时气柱的脉动现象，其脉动频率可以从数赫到数千赫，其压力脉动的幅度也可其脉动频率可以从数赫到数千赫，其压力脉动的幅度也可以有很大的差别。以有很大的差别。 若振荡频率为数百赫以下的中频或低频振荡时，其压力若振荡频率为数百赫以下的中频或低频振荡时，其压力脉动幅度一般较大，不仅造成强烈的轰鸣声，而且会造成脉动幅度一般较大，不仅造成强烈的轰鸣声，而且会造成发动机零件损坏，甚至造成加力燃烧室熄火和发动机停车。发动机零件损坏，甚至造成加力燃烧室熄火和发动机停车。 基本部件基本部件防振隔热屏：防振隔热屏：安装在加力筒体内用以隔热并防止振荡燃烧的多孔薄板筒安装在加力筒体内用以隔热并防止振荡燃烧的多孔薄板筒

14、体称为防振隔热屏。防振隔热屏通常由一段或多段筒体组成，体称为防振隔热屏。防振隔热屏通常由一段或多段筒体组成，也有用全长防振隔热屏的也有用全长防振隔热屏的，前段主要起防振作用前段主要起防振作用，后段起隔后段起隔热作用热作用，一般做成纵向或横向波纹形。，一般做成纵向或横向波纹形。 由于加力燃烧室的火焰温度可以大于由于加力燃烧室的火焰温度可以大于17001700，通常允许，通常允许一部分涡轮排气沿着喷管壁流动，一部分涡轮排气沿着喷管壁流动，冷却效果欠佳，所以在内冷却效果欠佳，所以在内部有隔热屏，外部加有隔热罩部有隔热屏，外部加有隔热罩。在涡扇发动机中利用外涵道的空气作为冷在涡扇发动机中利用外涵道的空气作为冷却气流。却气流。可调喷口可调喷口 可调喷口可调喷口 可调喷口可调喷口调节环套在调节片的外面，由喷口动作筒操纵前后移动。调节环套在调节片的外面，由喷口动作筒操纵前后移动。调节环向前移动时，迫使调节片收拢，喷口直径变小；调调节环向前移动时，迫使调节片收拢，喷口直径变小；调节环向后移动时，在燃油压力作用下，调节片张开，喷口节环向后移动时，在燃油压力作用下，调节片张开，喷