第6章 加力燃燒室

1、第第6章章 加力燃燒室加力燃燒室6.1概述概述6.2加力燃燒室的工作特點和構(gòu)造要求加力燃燒室的工作特點和構(gòu)造要求6.3加力燃燒室的基本構(gòu)件加力燃燒室的基本構(gòu)件6.4加力燃燒室主要零件常用材料加力燃燒室主要零件常用材料6.1概述概述加力加力：發(fā)動機在達到最大狀態(tài)后繼續(xù)增加推力：發(fā)動機在達到最大狀態(tài)后繼續(xù)增加推力 起飛、爬升、軍用飛機機動飛行。起飛、爬升、軍用飛機機動飛行。加力燃燒室的功用加力燃燒室的功用 保持發(fā)動機最大轉(zhuǎn)速和渦輪前燃氣溫度不變的情況下，保持發(fā)動機最大轉(zhuǎn)速和渦輪前燃氣溫度不變的情況下，將燃油噴入渦輪后的燃氣流中，利用燃氣中剩余的氧氣再次將燃油噴入渦輪后的燃氣流中，利用燃氣中剩余的氧

2、氣再次燃燒（雙涵道發(fā)動機中，還可從外涵道引入新鮮空氣），進燃燒（雙涵道發(fā)動機中，還可從外涵道引入新鮮空氣），進一步提高燃氣溫度，增大噴氣速度，達到增加推力的目的。一步提高燃氣溫度，增大噴氣速度，達到增加推力的目的。特點特點：帶有加力燃燒室的發(fā)動機必須有面積可調(diào)的尾噴：帶有加力燃燒室的發(fā)動機必須有面積可調(diào)的尾噴管配合工作！管配合工作！WP6發(fā)動機加力燃燒室的組成發(fā)動機加力燃燒室的組成燃燒過程燃燒過程：擴壓、燃燒、排氣：擴壓、燃燒、排氣 l擴壓器內(nèi)錐頂截去，使截面積驟然增大，并在該處形擴壓器內(nèi)錐頂截去，使截面積驟然增大，并在該處形成中心回流區(qū)；成中心回流區(qū)；l火焰穩(wěn)定器后也形成環(huán)形回流區(qū)；火焰穩(wěn)定

3、器后也形成環(huán)形回流區(qū)；l擴壓段燃油逆流噴入燃氣；擴壓段燃油逆流噴入燃氣；l加力燃油在壓力較低的燃氣中燃燒，熱循環(huán)效率較低，加力燃油在壓力較低的燃氣中燃燒，熱循環(huán)效率較低，燃燒效率不高。燃燒效率不高。6.1概述概述外涵道空氣流外涵道空氣流加力燃燒室加力燃燒室噴管噴管可調(diào)推進噴口可調(diào)推進噴口燃油燃油冷氣流冷氣流復燃燃氣復燃燃氣噴管操縱套管噴管操縱套管6.2 加力燃燒室的工作特點和構(gòu)造要求加力燃燒室的工作特點和構(gòu)造要求1 1、進口溫度高：進口溫度高：9509501100K1100K，含氧量低，含氧量低加力燃燒室需加力燃燒室需要足夠長的長度；要足夠長的長度；2 2、渦輪出口速度高渦輪出口速度高：350

4、350450m/s450m/s擴壓器，火焰穩(wěn)定器擴壓器，火焰穩(wěn)定器穩(wěn)定氣流；穩(wěn)定氣流；3 3、進口氣體壓力低進口氣體壓力低預燃室可靠點火；預燃室可靠點火；4 4、殼體振動，震蕩燃燒殼體振動，震蕩燃燒要加強剛度；要加強剛度；5 5、起動迅速、平穩(wěn)，對其他部件無影響起動迅速、平穩(wěn)，對其他部件無影響可調(diào)尾噴口；可調(diào)尾噴口；6 6、出口溫度高，熱應力、熱變形大出口溫度高，熱應力、熱變形大進行冷卻，對機艙進行冷卻，對機艙進行冷卻。進行冷卻?；緲?gòu)件基本構(gòu)件： 擴壓器，火焰穩(wěn)定器，輸油圈，燃油圈擴壓器，火焰穩(wěn)定器，輸油圈，燃油圈及燃油噴嘴，點火裝置，加力燃燒室殼體，及燃油噴嘴，點火裝置，加力燃燒室殼體，

5、混合器（雙涵道發(fā)動機）混合器（雙涵道發(fā)動機） 6.3 加力燃燒室的基本構(gòu)件加力燃燒室的基本構(gòu)件擴壓器擴壓器主燃油主燃油總管總管火焰穩(wěn)定器火焰穩(wěn)定器（蒸發(fā)槽）（蒸發(fā)槽）火焰穩(wěn)定器火焰穩(wěn)定器燃油供應燃油供應火焰穩(wěn)定器火焰穩(wěn)定器輸油總管輸油總管噴口作動筒噴口作動筒隔熱屏隔熱屏可調(diào)噴口可調(diào)噴口（連鎖魚鱗片）（連鎖魚鱗片）催化劑催化劑點火器座點火器座6.3 加力燃燒室的基本構(gòu)件加力燃燒室的基本構(gòu)件1、擴壓器、擴壓器功用：功用：l降低進入加力燃燒室的氣流速度，為穩(wěn)定燃燒創(chuàng)造條件降低進入加力燃燒室的氣流速度，為穩(wěn)定燃燒創(chuàng)造條件 進口速度：進口速度：350450m/s 出口速度：出口速度：120180m/s擴

6、壓比擴壓比：n2時時 擴張角擴張角2025度度 25度時度時 最好采用等壓梯度變化的擴壓器最好采用等壓梯度變化的擴壓器1、擴壓器、擴壓器組成：組成： 外壁、整流錐、整流支板外壁、整流錐、整流支板 和隔熱罩等。和隔熱罩等。 6.3 加力燃燒室的基本構(gòu)件加力燃燒室的基本構(gòu)件整流錐整流錐整流支板整流支板殼體殼體隔熱罩隔熱罩預燃室預燃室噴嘴噴嘴混合導氣管混合導氣管火焰穩(wěn)定器火焰穩(wěn)定器噴嘴噴嘴后燃油總后燃油總管管6.3 加力燃燒室的基本構(gòu)件加力燃燒室的基本構(gòu)件2、混合器、混合器功用：功用：l混合加力渦扇發(fā)動機中，將渦扇發(fā)動機外涵道空氣平穩(wěn)引入、混合加力渦扇發(fā)動機中，將渦扇發(fā)動機外涵道空氣平穩(wěn)引入、內(nèi)涵道

7、，保證兩股氣流混合后壓力、溫度和速度比較均勻。內(nèi)涵道，保證兩股氣流混合后壓力、溫度和速度比較均勻。類型類型（1）漏斗形混合器）漏斗形混合器（2）環(huán)形混合器）環(huán)形混合器（3）菊花槽形混合器）菊花槽形混合器 一種低涵道比的一種低涵道比的空氣混合器空氣混合器漏斗式漏斗式6.3 加力燃燒室的基本構(gòu)件加力燃燒室的基本構(gòu)件3、火焰穩(wěn)定器、火焰穩(wěn)定器功用：功用：l使氣流產(chǎn)生紊流，形成回流區(qū)，加速混合器的形成和加強燃使氣流產(chǎn)生紊流，形成回流區(qū)，加速混合器的形成和加強燃燒過程，穩(wěn)定火焰和提高完全燃燒度。燒過程，穩(wěn)定火焰和提高完全燃燒度。類型類型l機械式火焰穩(wěn)定器機械式火焰穩(wěn)定器lV形穩(wěn)定器形穩(wěn)定器：環(huán)形環(huán)形WP

8、6、WP7 徑向式徑向式WP7乙，混合加力的渦扇，渦噴乙，混合加力的渦扇，渦噴l蒸發(fā)式穩(wěn)定器蒸發(fā)式穩(wěn)定器：WS9，Spey MK202 V形穩(wěn)定器，蒸發(fā)式穩(wěn)定器又稱形穩(wěn)定器，蒸發(fā)式穩(wěn)定器又稱值班火焰穩(wěn)定器，值班火焰穩(wěn)定器，是目前改善低溫穩(wěn)是目前改善低溫穩(wěn)定燃燒和擴大穩(wěn)定工作范圍的有效措施定燃燒和擴大穩(wěn)定工作范圍的有效措施l沙丘駐渦穩(wěn)定器沙丘駐渦穩(wěn)定器：WP6甲、甲、WP13 l氣動式穩(wěn)定器：阿塔（法）氣動式穩(wěn)定器：阿塔（法）單排環(huán)形單排環(huán)形V形穩(wěn)定器形穩(wěn)定器WP6發(fā)動機加力燃燒室發(fā)動機加力燃燒室雙排環(huán)形雙排環(huán)形V形穩(wěn)定器形穩(wěn)定器WP7發(fā)動機加力燃燒室發(fā)動機加力燃燒室渦噴渦噴7乙發(fā)動機加力燃燒室

9、乙發(fā)動機加力燃燒室雙排徑向式雙排徑向式V形穩(wěn)定器形穩(wěn)定器蒸發(fā)式穩(wěn)定器蒸發(fā)式穩(wěn)定器沙丘駐渦穩(wěn)定器沙丘駐渦穩(wěn)定器 流動阻力下降，渦流內(nèi)燃燒的貧油熄火極限擴展了流動阻力下降，渦流內(nèi)燃燒的貧油熄火極限擴展了45倍，點倍，點火風速提高了將近一倍。火風速提高了將近一倍。氣動式穩(wěn)定器氣動式穩(wěn)定器通過專用管道自壓氣機抽泣，經(jīng)噴嘴將高壓空氣噴進加力通過專用管道自壓氣機抽泣，經(jīng)噴嘴將高壓空氣噴進加力燃燒室，與主氣流相遇形成非流線型的氣柱，借此氣柱穩(wěn)燃燒室，與主氣流相遇形成非流線型的氣柱，借此氣柱穩(wěn)定火焰。定火焰。優(yōu)點：根據(jù)不同的工作狀態(tài)控制供氣量，可形成合適的氣優(yōu)點：根據(jù)不同的工作狀態(tài)控制供氣量，可形成合適的氣柱

10、來穩(wěn)定火焰，并有利于消除震蕩燃燒，避免了機械式穩(wěn)柱來穩(wěn)定火焰，并有利于消除震蕩燃燒，避免了機械式穩(wěn)定器在加力燃燒室不工作時所造成的氣流壓力損失。定器在加力燃燒室不工作時所造成的氣流壓力損失。缺點：減少發(fā)動機推力缺點：減少發(fā)動機推力6.3 加力燃燒室的基本構(gòu)件加力燃燒室的基本構(gòu)件4、供油點火裝置、供油點火裝置（1）供油系統(tǒng)）供油系統(tǒng)總管穿過殼體，與環(huán)形穩(wěn)定器同心安裝總管穿過殼體，與環(huán)形穩(wěn)定器同心安裝WP7總管穿過殼體，經(jīng)支板進入內(nèi)錐，與環(huán)形輸油圈相連總管穿過殼體，經(jīng)支板進入內(nèi)錐，與環(huán)形輸油圈相連WP6總管在殼體外，與噴油桿總管在殼體外，與噴油桿(嘴嘴)相連相連J57-13，殼體密封，殼體密封（2

11、）輸油圈）輸油圈：分壓分圈供油：分壓分圈供油 作用：滿足不同加力狀態(tài)下的供油需求作用：滿足不同加力狀態(tài)下的供油需求（3）加力噴嘴）加力噴嘴：離心式：離心式WP6、WP7 噴油桿噴油桿J57-F13、WP7乙乙 噴油圈噴油圈WS發(fā)動機（分區(qū)、分壓供油）發(fā)動機（分區(qū)、分壓供油） 針塞式針塞式F100發(fā)動機，制造困難，材料好發(fā)動機，制造困難，材料好噴油桿射流式噴嘴供油噴油桿射流式噴嘴供油分圈分壓式供油分圈分壓式供油6.3 加力燃燒室的基本構(gòu)件加力燃燒室的基本構(gòu)件5、加力燃燒室殼體、加力燃燒室殼體快卸環(huán)結(jié)構(gòu)快卸環(huán)結(jié)構(gòu)：聯(lián)接外壁：聯(lián)接外壁 防震屏防震屏：采用多孔的波紋板，造成氣流的亂反射和氣體：采用多孔

12、的波紋板，造成氣流的亂反射和氣體阻尼，有效防止加力燃燒室的震蕩燃燒。阻尼，有效防止加力燃燒室的震蕩燃燒。6.4 加力燃燒室的加力燃燒室的預燃系統(tǒng)預燃系統(tǒng)功用：功用：l在發(fā)動機起動加力燃燒室時，迅速可靠安全地點燃加力燃燒在發(fā)動機起動加力燃燒室時，迅速可靠安全地點燃加力燃燒室的油氣混合物室的油氣混合物類型類型1、預燃室點火系統(tǒng)、預燃室點火系統(tǒng) 固定在擴壓氣段整流錐內(nèi)，由內(nèi)外椎體，內(nèi)外壁，點火固定在擴壓氣段整流錐內(nèi)，由內(nèi)外椎體，內(nèi)外壁，點火電嘴，導流板和火焰噴口等組成電嘴，導流板和火焰噴口等組成2、火舌點火系統(tǒng)（射流）、火舌點火系統(tǒng)（射流） 將附加的燃油噴入主燃室的某個火焰筒內(nèi)將附加的燃油噴入主燃室的某個火焰筒內(nèi)3、催化點火系統(tǒng)、催化點火系統(tǒng) 利用鉑能吸附氧氣和氫氣的特性，使點火用的混合器借利用鉑能吸附氧氣和氫氣的特性，使點火用的混合器借鉑銠絲網(wǎng)的催